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电机驱动选型要点是什么?
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电机有哪几种控制方式?
电机软件控制要点是什么?
电机驱动选型要点是什么?
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(1)
刘刚
2021-10-20 09:26:19
一、电机控制方式
1.H桥控制。
Q1和Q2不能同时导通,同时导通就是正负极短路,需要做互补输出(带死区)。
2.集成MOS控制。
G1和G2不能同时导通,同时导通就是正负极短路,需要做互补输出(带死区)。
3.集成芯片(过流保护等无指示)控制。
不需要做PWM互补输出,芯片内部已经做了反相,BI为高,FI为低,为正在,反则反转。
4.集成芯片(带过流保护等指示)控制。
不需要做PWM互补输出,芯片内部已经做了反相,BI为高,FI为低,为正在,反则反转。
当出异常(过流)时,驱动芯片保护,电机停止,nFAULT给出指示。
5.继电器控制(不可调速,前1-4点可通过PWM调速)。
6.如1-5点无过流检测或过流提示,需要增加电流检测威廉希尔官方网站 。
二、软件控制要点
1.PWM互补输出(带死区)。
1.1 互补输出,针对H桥保护,同时需要做到带死区时间,以免两个MOS同时导通,如果是集成芯片则不需要,芯片已经自带死区互补。
1.2 PWM输出,用于PWM调速,如不需要调速,可以直接使用继电器控制正反转,继电器贵、有声音、体积大,但过电流大,MOS便宜、体积小,但电流受限、以及散热问题。
2.刹车(电机正负极短路为刹车,刹车后,外力无法转动电机),常用于管状电机(上下运行),开合帘(左右运行)一般没有惯性力。
2.1恒速刹车。
在电机运转过程中,有可能出现打滑(电机机械老化)或者用户用外力拉扯电机时,要保持恒速,如果发现速度变快则需要执行刹车一会,再继续跑,快了再刹车,反复如此来控制恒定速度。
2.2停止刹车。
停止后,防止因为重力加速度惯性导致行程走位,所以停止后,需要软件将电机设置刹车,Q4,Q2用时导通。
2.3掉电刹车。
如果系统掉电后,电机不能被用户拉动,那就需要增加继电器做刹车,掉电时,继电器将电机正负极接通刹车。
3.遇阻停(当电机运行到终点时或者运行过程中卡住东西时,都需要停止运行)
3.1 当电机在运行时,可通过检测霍尔信号来判断电机是否在运行,如霍尔信号变慢则说明遇到阻力,需要停止。
3.2 可通过第一、1或6点来实时检测电机运行电流,当发现电流突变,说明说明遇到阻力,需要停止。
三、电机驱动选型要点
1.电机电压。
电压范围需要在电机额定电压范围内。
2.满载电流。
电流范围需需要在电机满负载时持续运行电流范围内,否则就很发烫。
3.满载启动瞬间电流。
电流范围需需要在电机满负载时启动瞬间电流内,否则一启动,电机就保护停止了。
4.遇阻保护电流。
当运行过程中遇阻后,如遇阻电流大过驱动芯片的保护电流,驱动芯片就会保护,如驱动芯片没有过流指示引脚,MCU不知道驱动芯片保护了,驱动芯片恢复后,又收到MCU的驱动,又动起来,又保护,就会出现一抖一抖的,严格一点这是不被允许的,一般保护之后,就要马上停止运行,也就是说MCU要最快速度知道遇阻了,有几种以下情况:
4.1通过霍尔开关知道遇阻了,但是要看转速,如果霍尔转一圈需要100ms,再加上去抖动,那么意味着有可能电机抖几下才能知道遇阻。
4.2通过电流检测知道遇阻,但如果电流检测不及时(程序在做别的事情),也会出现4.1的情况。
4.3增加电压比较器来触发中断处理,当电流过大,电压上升,比较器输出电平翻转,MCU马上识别中断,停止电机驱动信号,而非检测ADC来处理,这种做法增加了成本。
4.4选择带过流指示的驱动芯片且可以设置过流阈值,过流后,第一时间通过IO中断来停止电机运行,这种芯片成本也要高一点。
4.5选择电流保护较高的驱动芯片,也就是说,不要让驱动芯片保护,让MCU检测到霍尔或采集电流知道遇阻来主动停止电机,但是这样对电池放电电流要求高,可能驱动芯片没保护,没检测到ADC过流和霍尔,电池就保护死机了。
4.6综上所述,如果要求不高的情况,直接用4.1或4.2来做遇阻检测就行,成本低,如果要求高的情况,可以用4.3-4.4-4.5方法来做,整合考虑哪个成本低,哪个稳定。
一、电机控制方式
1.H桥控制。
Q1和Q2不能同时导通,同时导通就是正负极短路,需要做互补输出(带死区)。
2.集成MOS控制。
G1和G2不能同时导通,同时导通就是正负极短路,需要做互补输出(带死区)。
3.集成芯片(过流保护等无指示)控制。
不需要做PWM互补输出,芯片内部已经做了反相,BI为高,FI为低,为正在,反则反转。
4.集成芯片(带过流保护等指示)控制。
不需要做PWM互补输出,芯片内部已经做了反相,BI为高,FI为低,为正在,反则反转。
当出异常(过流)时,驱动芯片保护,电机停止,nFAULT给出指示。
5.继电器控制(不可调速,前1-4点可通过PWM调速)。
6.如1-5点无过流检测或过流提示,需要增加电流检测威廉希尔官方网站 。
二、软件控制要点
1.PWM互补输出(带死区)。
1.1 互补输出,针对H桥保护,同时需要做到带死区时间,以免两个MOS同时导通,如果是集成芯片则不需要,芯片已经自带死区互补。
1.2 PWM输出,用于PWM调速,如不需要调速,可以直接使用继电器控制正反转,继电器贵、有声音、体积大,但过电流大,MOS便宜、体积小,但电流受限、以及散热问题。
2.刹车(电机正负极短路为刹车,刹车后,外力无法转动电机),常用于管状电机(上下运行),开合帘(左右运行)一般没有惯性力。
2.1恒速刹车。
在电机运转过程中,有可能出现打滑(电机机械老化)或者用户用外力拉扯电机时,要保持恒速,如果发现速度变快则需要执行刹车一会,再继续跑,快了再刹车,反复如此来控制恒定速度。
2.2停止刹车。
停止后,防止因为重力加速度惯性导致行程走位,所以停止后,需要软件将电机设置刹车,Q4,Q2用时导通。
2.3掉电刹车。
如果系统掉电后,电机不能被用户拉动,那就需要增加继电器做刹车,掉电时,继电器将电机正负极接通刹车。
3.遇阻停(当电机运行到终点时或者运行过程中卡住东西时,都需要停止运行)
3.1 当电机在运行时,可通过检测霍尔信号来判断电机是否在运行,如霍尔信号变慢则说明遇到阻力,需要停止。
3.2 可通过第一、1或6点来实时检测电机运行电流,当发现电流突变,说明说明遇到阻力,需要停止。
三、电机驱动选型要点
1.电机电压。
电压范围需要在电机额定电压范围内。
2.满载电流。
电流范围需需要在电机满负载时持续运行电流范围内,否则就很发烫。
3.满载启动瞬间电流。
电流范围需需要在电机满负载时启动瞬间电流内,否则一启动,电机就保护停止了。
4.遇阻保护电流。
当运行过程中遇阻后,如遇阻电流大过驱动芯片的保护电流,驱动芯片就会保护,如驱动芯片没有过流指示引脚,MCU不知道驱动芯片保护了,驱动芯片恢复后,又收到MCU的驱动,又动起来,又保护,就会出现一抖一抖的,严格一点这是不被允许的,一般保护之后,就要马上停止运行,也就是说MCU要最快速度知道遇阻了,有几种以下情况:
4.1通过霍尔开关知道遇阻了,但是要看转速,如果霍尔转一圈需要100ms,再加上去抖动,那么意味着有可能电机抖几下才能知道遇阻。
4.2通过电流检测知道遇阻,但如果电流检测不及时(程序在做别的事情),也会出现4.1的情况。
4.3增加电压比较器来触发中断处理,当电流过大,电压上升,比较器输出电平翻转,MCU马上识别中断,停止电机驱动信号,而非检测ADC来处理,这种做法增加了成本。
4.4选择带过流指示的驱动芯片且可以设置过流阈值,过流后,第一时间通过IO中断来停止电机运行,这种芯片成本也要高一点。
4.5选择电流保护较高的驱动芯片,也就是说,不要让驱动芯片保护,让MCU检测到霍尔或采集电流知道遇阻来主动停止电机,但是这样对电池放电电流要求高,可能驱动芯片没保护,没检测到ADC过流和霍尔,电池就保护死机了。
4.6综上所述,如果要求不高的情况,直接用4.1或4.2来做遇阻检测就行,成本低,如果要求高的情况,可以用4.3-4.4-4.5方法来做,整合考虑哪个成本低,哪个稳定。
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