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[導(dǎo)讀]   無刷電機(jī)驅(qū)動器的電機(jī)轉(zhuǎn)動起來,首先控制部就必須根據(jù)hall-sensor感應(yīng)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子所在位置,然后依照定子繞線決定開啟(或關(guān)閉)換流器(inverter)中功率晶體管的順序。  

  無刷電機(jī)驅(qū)動器的電機(jī)轉(zhuǎn)動起來,首先控制部就必須根據(jù)hall-sensor感應(yīng)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子所在位置,然后依照定子繞線決定開啟(或關(guān)閉)換流器(inverter)中功率晶體管的順序。

  無刷驅(qū)動器的調(diào)速方式

  1、PWM(占空比)調(diào)速方式

  PWM(占空比)調(diào)速方式通過改變等效輸出電壓來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。PWM(占空比)調(diào)速具有響應(yīng)快的特點(diǎn),但轉(zhuǎn)速受負(fù)載變化有一定變化,在堵轉(zhuǎn)電流不超過配置的最大負(fù)載電流的情況下,堵轉(zhuǎn)扭矩與PWM(占空比)成近似正比,這可表現(xiàn)為當(dāng)將電機(jī)調(diào)節(jié)為低速轉(zhuǎn)動時,直流無刷電機(jī)扭矩較小。

  2、速度閉環(huán)控制調(diào)速方式

  速度閉環(huán)控制調(diào)速方式使用PID調(diào)節(jié)算法來對電機(jī)進(jìn)行穩(wěn)速控制。穩(wěn)速算法支持速度閉環(huán)控制調(diào)速和時間位置閉環(huán)控制調(diào)速。前者直接對直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié),具有超調(diào)量小和在高速時調(diào)速平穩(wěn)的特點(diǎn),但在低速時,可能出現(xiàn)調(diào)速不均勻問題,后者通過計算直流無刷電機(jī)隨時間改變應(yīng)該轉(zhuǎn)動的位置來對電機(jī)轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行控制,從而間接對電機(jī)進(jìn)行了穩(wěn)速控制,此方式可滿足多臺驅(qū)動器對多個電機(jī)轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行同步控制的要求以及越低速穩(wěn)速控制的要求,但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有一定超調(diào),東昊無刷驅(qū)動器支持閉環(huán)調(diào)速加速度配置,對于使用速度閉環(huán)控制算法,可將加速配置大一些,以使穩(wěn)速響應(yīng)更快,而對于使用時間-位置閉環(huán)控制算法,加速度配置過大則可能導(dǎo)致超調(diào)嚴(yán)重或切換電機(jī)轉(zhuǎn)動方向過程不平穩(wěn)。

  3、位置閉環(huán)控制調(diào)速方式

  位置閉環(huán)控制調(diào)速方式使用PID調(diào)節(jié)算法來對電機(jī)轉(zhuǎn)動位置進(jìn)行控制,當(dāng)給定目標(biāo)位置后,驅(qū)動器會根據(jù)配置的加速加速度,減速加速度和最大速度,自動計算電機(jī)運(yùn)行過程中當(dāng)前轉(zhuǎn)動位置的目標(biāo)實時速度并進(jìn)行控制,從而使電機(jī)按照配置的速度和加速度參數(shù)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)動到目標(biāo)位置,在對直流無刷電機(jī)位置進(jìn)行調(diào)控過程中,驅(qū)動器也能同時估算出直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動到目標(biāo)位置所需要的時間。

  4、力矩控制調(diào)速方式

  力矩控制調(diào)速方式,通過調(diào)節(jié)輸出電流大小來改變電機(jī)的扭矩。直流無刷電機(jī)通常工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。力矩控制方式輸出的電流可在配置的最大負(fù)載電流范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。

  

  無刷驅(qū)動器的控制方式

  當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動起來,控制部會再根據(jù)驅(qū)動器設(shè)定的速度及加/減速率所組成的命令(Command)與hall-sensor信號變化的速度加以比對(或由軟件運(yùn)算)再來決定由下一組(AH、BL或AH、CL或BH、CL或……)開關(guān)導(dǎo)通,以及導(dǎo)通時間長短。速度不夠則開長,速度過頭則減短,此部份工作就由PWM來完成。PWM是決定電機(jī)轉(zhuǎn)速快或慢的方式,如何產(chǎn)生這樣的PWM才是要達(dá)到較精準(zhǔn)速度控制的核心。

  高轉(zhuǎn)速的速度控制必須考慮到系統(tǒng)的CLOCK分辨率是否足以掌握處理軟件指令的時間,另外對于hall-sensor信號變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確性、實時性。至于低轉(zhuǎn)速的速度控制尤其是低速起動則因為回傳的hall-sensor信號變化變得更慢,怎樣擷取信號方式、處理時機(jī)以及根據(jù)電機(jī)特性適當(dāng)配置控制參數(shù)值就顯得非常重要?;蛘咚俣然貍鞲淖円詄ncoder變化為參考,使信號分辨率增加以期得到更佳的控制。電機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)順暢而且響應(yīng)良好,P.I.D.控制的恰當(dāng)與否也無法忽視。

  之前提到直流無刷電機(jī)是閉回路控制,因此回授信號就等于是告訴控制部現(xiàn)在電機(jī)轉(zhuǎn)速距離目標(biāo)速度還差多少,這就是誤差(Error)。知道了誤差自然就要補(bǔ)償,方式有傳統(tǒng)的工程控制如P.I.D.控制。但控制的狀態(tài)及環(huán)境其實是復(fù)雜多變的,若要控制的堅固耐用則要考慮的因素恐怕不是傳統(tǒng)的工程控制能完全掌握,所以模糊控制、專家系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也將被納入成為智能型P.I.D.控制的重要理論。

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