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无刷电机操控器图解:电路图 程序 接线图

发布时间:2024-02-26 20:57:23 | 作者: 半岛在线登录官网


  很早之前就想做一款无刷电机操控器,忙于作业一向没弄。最近有点时刻画板,打样,焊接,调试,总算顺畅的转起来。期间也遇到许多问题,上网查资料,自己量波形前前后后搞了差不多近一个月,(中心又出差一周)总算搞的差不多了,特意写个总结。

  板子外观100*60mm 中等巨细。DC 12V输入,规划最大电流10A.(实践没试过那么大的电机,手头的电机也就5 6A的姿态)硬件上能够切换有感(HALL)和无感(EMF)两种形式,外部滑动变阻器调速 预留有 PWM输入、刹车、正回转、USB和uart等接口。

  先来说下原理无刷电机实践上的意思便是直流电机,和传统的DC电机是相同的,仅仅把有刷的电滑环变成了电子换向器。

  有感便是在电机端盖的部位加装霍尔传感器别离相隔30度或60度。无感便是靠检测悬浮相的感应电动势过零点(后边在细讲)。

  当然各有各的优缺点,有感在低速方面好,能够频频启停换相。无感的结构相对比较简略成本低,航模上使用居多。

  它仅仅3个h桥按必定的次序导通模仿出来的,实质仍是直流电。电机靠hall方位按必定次序换相,转速与电压电流有关。这一点牢记,不是换的越快转的越快。(方位决议换相时刻,电压决议转速)一般调速便是调电压,6步pwm办法是现在常用的。当然后续还有foc等更好算法。

  硬件部分网上根本都是老练的计划。三相H桥,H桥一般有上臂mos和下臂mos组成,假如仅仅简略的做演示上臂选pmos下臂选nmos操控电路简略直接用单片机的io就能够驱动。可是pmos低内阻的价格高。功率上面很难做大。

  可是上臂用nmos存在一个问题vgs操控电压大与vcc 4v以上才干彻底导通。为了简化电路采取了ir公司出的驱动ic,它内部有自举升压电路。外部仅需一个续流的二极管及储能电容即可。

  有感形式操控相对简略,3个霍尔传感器输出一般都是数字信号,分压后直接接单片机io。

  当然操控办法上也就简略许多,三个霍尔接中止输入,在中止处理程序中依据组合状况换相,程序上也没什么杂乱的。主程序 一向检测ad值,改动pwm占空比,及电流维护等。

  如下一个典型的换相代码。Stm32 有两个高档定时器tim1 tim8 能够输出4组互补型pwm,还能够设定死区时刻等,使用上十分便利。

  下图为w相ir2304芯片输出,上臂电压可显着看到已高于vcc,下臂为pwm信号

  在说说无感形式,由于没了霍尔,电机无法知道转子当时的方位所以就无法换相,而感应电动势也只需在转起来之后才有,所以无感形式的发动是个难点。

  1. 预定为便是强行给某一相通电一段时刻,让电机定位到这一个方位。占空比30-50%不要太大,可能会发热。

  这个进程太慢会颤动回转,太快会丢步。参数需求一点点试,有点像操控步进电机。要能使电机转的能发生电动势,我也是参照的德国MK 电调的算法。

  每次延时时刻比上一次少1/25,构成一个加快的进程,直到电机彻底转起来发生满足的电动势。

  其实电机线圈在通电的一会儿并不是彻底导通的,由于有反向电动感应势的存在,可能有-9.8v。10v-9.8v = 0.2v /0.2 = 1A.这样算起来电流还合理。

  在说说那个初中学习的法拉第 ,当线圈切开磁场时会发生感应电动势,依据右手定则。。。。。。。。不明白的自行上网搜。

  如下图当ac相在通电12v的情况下,停止状况下正中心中性点理论为6v,可是转起来就不必定了,由于b相实践是在切开磁场,是会发生电动势的。而电动势的巨细正负取决与当时在磁场ns极的方位。当切开ns时为-1,切开sn时为1,平行时为0.

  如下图,当然许多时分需求在4.7k对地的电阻上并一个100nf的电容,做一个低通滤波。也能够在软件中做滤波处理。

  网上常用的两种办法:1 单片机ad收集;2 比较器比较。我挑选了比较器lm339价格现已很廉价了,在高速上比ad有显着优势,只需比较cin bin ain 与n点的压差就能够取得零点。

  如下图,这个现已是比较好的了,仍是有许多毛刺。这个给单片机中止,必定一大堆问题,严峻的换错相烧mos管。

  至于网上说检测到过零点后,延时30度换相,对电源功率有影响。我试了下,如同没什么显着的差异。也有人说在大功率的电机下不延时反而更滑润等等。实在怎样有待各位实践试验了。