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基于三相BLDC电机控制系统的设计探讨
发布时间:2016-05-05 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
3.3反馈元件/控制
设计师应在所有伺服控制系统中设置一些“反馈元件”.例如光学传感器、霍尔效应传感器、转速计及最简单的“EMF 传感”.各种反馈方法都非常有用，主要取决于所需精确度及所需RPM和扭矩。许多消费者电器通常使用反电动势传感的无传感器技术。
3.4模拟数字转换器
在许多情况下，需要设置模拟数字装置，以将模拟信号转换为数字信号，从而将数字信号发送至系统MCU.
3.5MCU 微控制器
所有闭环控制系统(BLDC电机几乎一直属于此群组)均需要MCU,以实现伺服回路控制、计算、纠正、PID控制机传感器管理。这些数字控制器通常为16位，但是复杂性较低的应用可使用8位控制器。
3.6模拟功率/调节器/基准
除了上述组件以外，许多系统还包括辅助电源、电压转换及其他模拟设备，如管理器、LDO、直流/直流及运算放大器。
图5 24V无刷直流电机控制的典型原理框图
4 麦瑞公司电机驱动器的优势
4.1功率驱动器
麦瑞公司拥有适合业界应用的各种类型MOSFET/IGBT驱动器。主要参数包括： 快速脉冲延迟、闸电荷/控制的高峰值电流及工作电压达85V.例如，麦瑞 MIC4604系列可承受的逆电动势电机电压达85V.
4.2电压基准与管理器
麦瑞可提供一系列对操作MCU至关重要的装置。实例包括： MIC811、MIC2775及MI工字电感C1232电压管理器电路。
4.3运算放大器/比较仪
麦瑞拥有一系列低功率运算放大器与比较仪。这些装置对于确保精确的伺服系统反馈控制至关重要。实例包括： MIC6270、MIC841N及MIC833.
4.4LDO
麦瑞可提供行业中最广泛应用的LDO,包括快速瞬态LDO、低输入LDO、最低释放LDO及高强度电流LDO.实例包括： 绕线贴片电感MIC49150、MIC29150、MIC5235及MIC5283.
4.5直流/直流(DC/DC)开关稳压器
麦瑞也可提供大量高效直流/直流变流器。这些可用于辅助电源，包括MIC2605增压和MIC4682降压(步降)开关稳压器。
5 三相无刷直流电机的基本操作原理
无刷直流(BLDC)电机为同步电机，转子和线圈绕组中设有永久磁铁。它们可在电机定子上产生电磁(参见图5)。电气端子直接连接至定子绕组;因此，转子上未连接刷子或机械装置(如有刷电机)。BLDC电机电感生产厂家使用直流电源和开关电路，在定子绕组上产生双向电流。开关电路必须在每个绕组中使用一个高端开关和低端开关，因此一个BL绕行电感DC电机共使用6个开关。
现代电机设计采用固态开关，如MOSFET或IGBT,这取决于与继电器相比时电机的速率和电压。此外，还必须考虑成本、可靠性和尺寸(参见图6)。开关电流产生适当的磁场极性，可吸引相反极性，排斥相同极性。从而产生磁力，促使转子旋转。将永久磁铁用于转子可为设计师提供机械利益;并可减小尺寸，降低重量。与有刷电机和感应电机相比，BLDC电机的热特性更优，因而成为掀起机械系统节能新浪潮的理想选择。
图6 BLDC电机截面
BLDC通常使用三个相位(绕组)，每个相位具有12塑封电感器0度的导通间隔(参见图7)。
图7 六步换向
由于为双向电流，每个相位按照每个导通间隔有两个步骤。这是一种镀锡六步换向。例如，换向相序可为AB-AC-BC-BA-CA-CB.每个导电阶段标记一个步骤，任何时候只能由两个绕组导通电流，第三个绕组悬空。未励磁绕组可用作反馈控制，构成无传感器控制算法特征的基础。
为了保持在转子之前的定子内部的磁场，并产生最佳扭矩，必须在精确的转子位置完成从一个扇形区到另一个的过渡。通过每 60 度转向的开关电路获得最大扭矩。所有开关控制算法均包含在MCU中。微控制器可通过MOSFET驱动器控制开关电路。MOSFET驱动器包含适当响应时间(如 维持延迟及上升和下降时间)和驱动能力(包括转换MOSFET/IGBT “开”或“关”状态所需的门驱动电压和电流同步)。
转子位置对于确定电机绕组换向所需的正确力矩非常重要。在精度要求较高的应用中，可使用霍尔传感器或转速计计算转子的位置速度和转矩。在首要考虑成本的应用中，逆电动势 (EMF) 可用于计算位置、速度和转矩。
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图片怎么上传？？？原理图怎么上传C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面UC3845的2
