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1.位置信息
无刷电机的控制不可脱离转子的位置信息。知道转子的位置反馈是对无刷电机控制的前提。通常分为有感和无感。 有感:即为有位置传感器,像霍尔、光电增量式编码器、旋转变压器、磁编等等。 无感:则是电机不需要位置传感器,通过电机自身的信息计算或则估计转子的位置。 2.无感的方法 基于模型法的位置/转速观测器有三部分,反电动势、磁链信息观测、位置误差信号解耦位置/转速观测。反电动势或磁链信息观测方法的不同,模型有自适应法、扩展卡尔曼滤波器法、磁链观测法、状态观测法、滑膜观测法。 反电动势过零检测法应用广泛,实现简单、技术成熟。 3.反电动势过零检测 3.1 反电动势过零检测法基本原理: 忽略电动机电枢反应,无刷直流电动机在稳态运行过程中,通过检测关断相的反电动势过零点获得转子的位置信号,进行对逆变器开关导通顺序切换,控制电机运动。 3.2 缺点: 电机静止和低速时,反电动势很小或者为0,无法获取转子位置信号,电机低速时性能较差,启动时需要开环启动。 3.3 硬件威廉希尔官方网站 反电动势图: 正向反电动势过零点变化: [tr]反电动势零点变化趋势[/tr]C-C相反电动势又正到负 3.4 威廉希尔官方网站 计算: 可以直接得到电机端的电压方程: 假设c相不导通时有: 可以得到反电动势: 同理可以得到A、B相的的反电动势 通过这三个方差去判断反电动势的正负变化得到零点。但是还可以优化一下,方便编程。 ①和②重新组合一下合一得到: 当Ec=0时候满足: 可以得到: 4.TI程序: 4.1 换向点电气行为 **因为在在相位换向的瞬间,由于直流电平或电源板的寄生电感和电容,可能会出现高dV /dt和dI/dt毛刺。可能会对计算的中性点电压有错误。**通过丢弃前几次扫描来克服这问题。(比如从负到正,先一直为负,检测到4次为正时,标志到了过零点检测,算是滤波) 在代码中,这是通过名为“NOISE_WIN”的功能实现的。持续时间取决于电源开关,电源板设计,相电感和驱动的直流电。此参数取决于系统,并且在电动机的低速范围内设置为较大的值。随着速度的增加,由于Bemf零交叉点也以更高的速度变得越来越近,所以逐渐降低了该持续时间。 4.2 换向30度延迟 在有效的传感控制中,Bemf的零交叉点从相位换向时刻偏移了30º。因此,在借助六个过零事件来运行无传感器BLDC电动机之前,有必要计算与该30º延迟角相对应的时间延迟获得精确的换向点。这是通过实现位置插值功能来实现的。 相应的时间延迟以采样时间段的数量表示,并存储在变量CmtnDelay中。 Time delay = CmtnDelay .Ts = T(a/360) = VirtualTimer.Ts(a/360) = VirtualTimer 。 Ts/12 其中,Ts是采样时间段,VirtualTimer是计时器,用于对转子上一圈旋转期间的采样周期数进行计数。 4.3TI代码实现 |
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