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无刷电机制作视频教程,无刷电机工作原理

时间:2023-05-04 16:01:18 阅读:141145 作者:463

本实用新型具体涉及一种新型的无传感器驱动。

背景技术:

无刷直流电机由电机主机和驱动器组成,是典型的机电一体化产品。 无刷电机是指没有电刷和换向器(或滑环)的电机,也称为无换向器电机。 十九世纪电机问世时,实用的电机为无刷形式,即交流鼠笼式异步电机,该电机应用广泛。 但异步电动机存在许多无法克服的缺陷,电动机技术发展缓慢。 上世纪中叶晶体管的问世,使得采用晶体管换流电路代替电刷和换向器的直流无刷电机应运而生。 这种新型的无刷电机称为电子换流直流电机,克服了第一代无刷电机的缺点。

现在,无刷直流电动机的驱动方式有:无刷直流电动机中内置有位置传感器的有感无刷电动机,和驱动器通过位置传感器信号进行换相,没有无刷直流电动机的位置传感器的有感无刷电动机,驱动器通过反电动势信号检测转子的位置目前,业内无感检测方式基本采用反电动势法,通过测量三相绕组端点电位和中心点之间的电压来实现。 当某个端点的电位与中心点的电位一致时,认为该相位的反电动势过零,进而延迟电角30度来改变相位的方式存在很多因电阻分压而使被检测信号的灵敏度下降、难以进行低速检测的缺点; 需要建立虚拟中性点。由于启动时反电动势为零,需要“盲”启动,启动不如有感电机平稳,但采用本文的检测方式可以使电机启动平稳,就像有感一样。

技术实现要素:

本实用新型的目的是提供新的无刷电动机的驱动,以解决上述背景技术中提出的当前的无刷直流电动机的驱动方式有无感和有感两种。 有感无刷电机在无刷电机上装有位置传感器,驱动器根据位置传感器信号改变相位,没有无刷位置传感器。 驱动器根据反电动势信号判断转子的位置。 目前行业内的无感检测方式基本使用反电动势法。 通过测量三相绕组的端点电位和中心点之间的电压来实现,当某个端点电位和中心点电位相位一致时,认为其相位反电动势过零,延迟30度电角改变相位的方式有很多缺点。 电阻分压使被检测信号的灵敏度降低,难以进行低速检测。 需要制作虚拟中性点。启动时反电动势为零,需要“盲”启动,存在启动不如有感电机平稳的问题。

为了实现上述目,本实用新型具备控制访问端子halla和输出信号端口,控制访问端子halla的输出端子与控制访问端子hallb电连接,控制访问端子hallb的输出端子与控制访问端子hallc电连接

优选控制访问端子halla具备电阻r33、电阻r35、电阻r41、电容器c17,电阻r35与电阻r33输入端子电连接,电阻r41与控制访问端子halla的输出端子电连接,进行控制访问

优选控制访问端子hallb包括电阻r37、电阻r54、电阻r40、及电容器c16,电阻r54与电阻r37输出端子电连接,电阻r40与控制访问端子hallb的输出端子电连接,控制访问端子hallb

优选控制访问端子hallc包括电阻r38、电阻r55、电阻r39、电容器c7,电阻r55与电阻r38输出端子电连接,电阻r39与控制访问端子hallc的输出端子电连接

优选地,控制接入终端halla、控制接入终端hallb以及控制接入终端hallc与输出信号端口并联连接。

与现有技术相比,本实用新型的效果在于,该检测方式和逆电动势法都检测第三相信号,而且在6个阶段的换相控制中,每1个换相周期一相的绕组处于非导通状态,因此通过检测第三逆电动势信号,在该绕组通过的时刻(ab绕组通电) 在本论文中,是检测电机非导通相的60度点进行换相的方式

图纸的说明

图1是一种实用新型三相电压中性点检测电路。

图2是本实用新型检测电源控制电路。

图3是本实用新型检测电源控制电路的调速接口电路。

是本实用新型的检测电流检测电路。

图5是本实用新型的电机驱动电路。

中: 1、控制接入器输入端halla; 2、控制接入器输入端hallb; 3、控制接入器输入端hallc; 4、输出信号端口。

具体实施方式

具体实施方式以下,参照本实用新型实施例的附图,明确且完整地说明本实用新型的实施例的技术手段,但显然说明的实施例是本实用新型的一部分的实施例,而不是全部的实施例。 基于本实用新型中的实施例,在本领域技术人员不从事创造性劳动的前提下得到的所有其他实施例属于本实用新型的保护范围。

参照图1~图5,本实用新型具有控制用访问端子halla1、控制用访问端子hallb2、控制用访问端子hallc3和输出信号端口4,控制用访问端子halla1输出端子与控制用访问端子hallb2电连接

入器输入端halla1、控制接入器输入端hallb2和控制接入器输入端hallc3的输出端口电性连接有输出信号端口4;

控制接入器输入端halla1包括有电阻r33、电阻r35、电阻r41和电容c17,且电阻r33的输入端电性连接有电阻r35,控制接入器输入端halla1的输出端电性连接有电阻r41,且控制接入器输入端halla1的输出端电性连接有电容c17;

控制接入器输入端hallb2包括有电阻r37、电阻r54、电阻r40和电容c16,且电阻r37的输出端电性连接有电阻r54,控制接入器输入端hallb2的输出端电性连接有电阻r40,且控制接入器输入端hallb2的输出端电性连接有电容c16;

控制接入器输入端hallc3包括有电阻r38、电阻r55、电阻r39和电容c7,且电阻r38的输出端电性连接有电阻r55,控制接入器输入端hallc3的输出端电性连接有电阻r39,且控制接入器输入端hallc3的输出端电性连接有电容c7;

控制接入器输入端halla1、控制接入器输入端hallb2和控制接入器输入端hallc3与输出信号端口4电性并联连接;

从pwm-on时刻反电动势波形中可以看到过零点后需要延时30度左右进行换相,而电机在低速时的转速不稳定(特别是电动工具类),低速时的反电动势信号极弱,无法在pwm-off时刻检测零点。在pwm-on时刻采样,中性点电压可参考vbus/2电压或(ua-uc)/2,可直接由母线直流分压得到或由单片机采样运算得到;

在pwm导通时刻采样检测零点,无需考虑相位偏移,检测到零点后延时30度左右即可换相,但是在电机带载启动时转速不稳定或者启动转速极低时,使用延时换相方式会出现提前换相或之后换相的问题;

转速较低时,如果检测换相点即可直接完成换相,无需做延时换相操作。

参考以下公式可计算得出换相点电压:

在不导通相上升时:us=(ua-uc)*kr

在不导通相下降时:us=(ua-uc)*kf

kr参考值0.68

kf参考值0.4

kr、kf是换相阈值系数,可使用参考值按照换相的偏移角度进行调整。此方式在2对极电机、pwm频率8k时最高转速可达到4000转,达到此转速后电机转速相对稳定,可根据反电动势信号换相。是切换“检测零点”方式的过程,pwm频率从8k到16k,性能较好的mcu可全程使用16k方式检测。

工作原理:对于这类的新型无感无刷电机驱动首先通过电源控制:此电路是通过按键触发启动,短接con1的1、2脚,使pwr_active输入vbus电压打开mosq8,系统得电后mcu设置pwr_ctrl为高电位,这时电路会一直保持供电状态,直到pwr_ctrl设为低电位,从ovp端可测量分压后的vbus电压,随后电流检测:i_shunt经过运算放大器后输入到mcu内,用作过流保护和预定位,

公式为op0_o=(1+r31/r23)i_shunt,

oc_fault接到mcu第16脚,用作触发短路保护中断;

最后在电机驱动中:三个半桥和mos栅极驱动器,c22-c25为自举升压电容,在三相uvw置低后通过d1-d3为其充电。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其同物限定。

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