歡迎光臨東莞東昊電機(jī)有限公司官方網(wǎng)站！
電話:13790393797
將直流無刷電機(jī)霍爾傳感器安放在軸或轉(zhuǎn)子延伸段永磁體組成的磁輪對面就可以檢測到轉(zhuǎn)子位置。這只是提供了足夠的換相信號，對三相無刷電機(jī)而言，也就是每個(gè)電周期6個(gè)。這些較少的離散脈沖數(shù)不適合于高性能的應(yīng)用場合。光學(xué)編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器可以提供高分辨率的轉(zhuǎn)子位置信號，但是它們比較昂貴。而且需要大量的安裝準(zhǔn)備工作。因?yàn)槌杀竞椭圃斓呢?fù)擔(dān)，所以大批量的應(yīng)用中需要去掉它們。許多方法都可以估計(jì)換相信號，下面進(jìn)行簡略的講述：
（1）使用直流無刷電機(jī)模型進(jìn)行估計(jì)：利用外加的電流和電壓以及電阻、自感和互感這些電機(jī)參數(shù)可以從直流無刷電機(jī)模型中得到感應(yīng)電動勢。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以提取出來孤立的信號，這是因?yàn)殡娏骱碗妷哼@些輸入變量本身就是孤立的信號。直流母線電壓的變化可以從直流母線濾波器的參數(shù)和直流母線電流估計(jì)得到。參數(shù)的敏感性，特別是定子電阻，會在感應(yīng)電動勢的估計(jì)中產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致給逆變器的換相信號不準(zhǔn)確。
（2）從傳感線圈得到感應(yīng)電動勢：在直流無刷電機(jī)中安裝傳感線圈的成本較低，用于獲得感應(yīng)反電動勢信號。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是信號相當(dāng)完整，對參數(shù)不敏感，并且電流隔離。缺點(diǎn)在制造過程和來自于直流無刷電機(jī)的附加導(dǎo)線。例如，因?yàn)槊芊獾男枰院?/span>
者就不適用于冰箱壓縮機(jī)電機(jī)的驅(qū)動。
（3）利用未通電的相得到反電動勢：得到位置信息最常用的一種方法是，當(dāng)相繞組未通電時(shí)，監(jiān)測電機(jī)該相的感應(yīng)電動勢。注意直流無刷電機(jī)在任意給定的時(shí)刻只有兩相導(dǎo)通，即一相3.33%的時(shí)間是不通電的。在這段時(shí)間，感應(yīng)電動勢出現(xiàn)在直流無刷電機(jī)的繞組，可以被檢測到。相感應(yīng)電動勢產(chǎn)生過零點(diǎn)的信息，并且當(dāng)反電動勢達(dá)到恒定的區(qū)域，預(yù)示了該相應(yīng)該通電的時(shí)間。感應(yīng)電動勢的極性決定了注入到直流無刷電機(jī)中的電流合適的極性。為了不用等待感應(yīng)電動勢的恒定區(qū)域去給電機(jī)的一相通電，從感應(yīng)電動勢的過零點(diǎn)得到一個(gè)特殊的值，與離過零瞬間30°相對應(yīng)。積分器的輸出對應(yīng)著離正向過零點(diǎn)30°，可稱為閾值以用于一相通電中。
假設(shè)一個(gè)梯形波的感應(yīng)電動勢，當(dāng)轉(zhuǎn)子電氣角速度為Wb時(shí)其峰值為EP，任意轉(zhuǎn)速下感應(yīng)電動勢上升部分的斜率可以用該轉(zhuǎn)速下的電壓峰值比上與電氣角度30°對應(yīng)的時(shí)間間隔給定。
盡管傳感器輸出電壓不同，但可以相應(yīng)證明這種算法也可以適用于感應(yīng)電動勢為正弦波的無刷電機(jī)。注意傳感器輸出電壓是個(gè)常數(shù)，不依賴于無刷電機(jī)的參數(shù)，其幅值在任何轉(zhuǎn)速下都相等。唯一可能對傳感器輸出電壓帶來不利影響的是由于轉(zhuǎn)子永磁體的溫度特性，其使得轉(zhuǎn)子磁通減少，導(dǎo)致感應(yīng)電動勢的峰值下降。這可能會帶來這樣的誤差：通電可能不會恰好像需要的那樣，在離過零點(diǎn)電氣角度為30°時(shí)。如果不使用其他校正的措施，直流無刷電機(jī)可能得不到最佳的利用。
（4）感應(yīng)電動勢的3次諧波：一種替代的方法是檢測電機(jī)繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢的:3次諸波，并且利用它們?nèi)ド煽刂菩盘枴Ｒ粋€(gè)三相星接四線制的系統(tǒng)允許采集感應(yīng)電動勢的3次諧波，并且可以利用4個(gè)電阻器進(jìn)行廉價(jià)的測量。
（5）基于人工智能控制的方法：智能控制器例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，或者模糊控制器可以從直流無刷電機(jī)的變量例如電流和磁鏈中提取出轉(zhuǎn)子位置或者換相位置。它們只是從潛在有轉(zhuǎn)子位置信息或者換相情況的變量中提取反饋信息的技術(shù)。這些技術(shù)是自適應(yīng)的，使得在一段時(shí)間內(nèi)控制器通過自學(xué)習(xí)持續(xù)尋優(yōu)。隨著當(dāng)前處理器的速度越來越快，使得在實(shí)際應(yīng)用中給控制器編程變得更加實(shí)用。這些控制器最大的缺點(diǎn)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器在運(yùn)行前必須需要自學(xué)習(xí)。它可以提供離線自學(xué)習(xí)的功能。
所有的這些依賴于感應(yīng)電動勢的方法都有這樣的缺點(diǎn)：在停止的時(shí)候，獲取不到位置信息，因?yàn)樗俣葹榱銜r(shí)沒有感應(yīng)電動勢。甚至在速度非常低的時(shí)候，感應(yīng)電動勢也可能不會被容易地檢測到。因此，為了成功地將直流無刷電機(jī)起動到一定的速度，并且在這個(gè)速度下用感應(yīng)電動勢的方法可以可靠地生成位置信息，必須包含一種在速度為零以及附近生成控制信號的方法。因此，直流無刷電機(jī)靜止時(shí)需要一個(gè)起動過程。這個(gè)過程可以由兩步構(gòu)成，下面進(jìn)行具體分析：
步驟1：給一相或兩相通電,轉(zhuǎn)子可能會對齊到一個(gè)已經(jīng)定好的轉(zhuǎn)子位置。這樣，初始位置已知，因此可以生成正確的啟動控制信號。當(dāng)轉(zhuǎn)子開始運(yùn)動在較低的轉(zhuǎn)速，感應(yīng)電動勢非常低，直到轉(zhuǎn)子達(dá)到一定的速度之前，它都不能被用來產(chǎn)生換相脈沖。這就需要第二步去完成啟動過程。
步驟2：一旦轉(zhuǎn)子開始運(yùn)動，定子相繞組會通以頻率緩慢變化的電流以保持定子電流不變。頻率的變化率保持較低，以便保持同步性，并且如果負(fù)載已知，也可以適當(dāng)?shù)乇豢刂?。如果不知曉，定子的頻率將反復(fù)試驗(yàn)著改變，直到達(dá)到能滿足感應(yīng)電動勢的幅值足夠用來控制的最低轉(zhuǎn)速。這構(gòu)成了起動過程的第二步。這種方法的問題是不夠精確，在起動過程可以感覺到一些抖動和振動，這可能在許多應(yīng)用場合不太有意義。在許多情況下，第一步可以跳過，只用第二步來起動直流無刷電機(jī)。
單片機(jī)解決方案：在市場上有許多用于控制直流無刷電機(jī)的單片機(jī)解決方案可供使用，基于之前講述的有傳感器和無傳感器運(yùn)行的方法，包括起動的策略。它們在12~48V低壓的范圍非常受歡迎，這涵蓋了一個(gè)較寬的應(yīng)用范圍。當(dāng)考慮無刷電機(jī)驅(qū)動用于高電壓范圍時(shí)，必須小心謹(jǐn)慎，因?yàn)殚_關(guān)噪聲對控制電路的干擾變得顯著起來，并且在這種環(huán)境下要求控制方法具有魯棒性。在高壓范圍內(nèi)，常規(guī)的控制器產(chǎn)品主要用數(shù)字信號或者其他形式的微處理器控制。
用于永磁同步電機(jī)，利用凸極性，使用信號注入來尋找電感的方法，這是另外一種尋找轉(zhuǎn)子位置的技巧，需要在直流無刷電機(jī)的應(yīng)用中講述。它對表貼式和交直軸電感無明顯差異的直流無刷電機(jī)沒有太多的幫助。注意用于尋找電感的信號注入方法在注入的頻率也需要在基波矢量上疊加旋轉(zhuǎn)矢量。在直流無刷電機(jī)中基波矢量不是由一組平滑的正弦電壓或電流構(gòu)成的，這限制了這種方法的廣泛應(yīng)用。