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基于S12ZVM的車用BLDC無傳感控制方案

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作者:曹學(xué)余 時(shí)間:2013-06-26 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  由于無法確切知道無傳感電機(jī)的初始位置,其啟動(dòng)過程要比帶Hall傳感器電機(jī)的啟動(dòng)過程復(fù)雜。如圖4所示,其啟動(dòng)過程包括Alignment階段,Open Loop Starting階段及最終的Run階段。在Alignment階段,控制器同時(shí)施加相同占空比的PWM給A相與B相,C相則與地相連,這樣就將電機(jī)穩(wěn)定在一個(gè)已知的位置。占空比的大小與持續(xù)的時(shí)間取決于BLDC電機(jī)特性和負(fù)載大小,通常持續(xù)時(shí)間在100ms到500ms之間。當(dāng)Alignment過程結(jié)束后,就進(jìn)入Open Loop Starting階段,由于反電動(dòng)勢與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比,在極慢的轉(zhuǎn)速下反電動(dòng)勢的幅值很低,很難檢測到過零點(diǎn)。因此,當(dāng)電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)時(shí)必須采用開環(huán)控制,待有足以檢測到過零點(diǎn)的反電動(dòng)勢時(shí),才轉(zhuǎn)而采用反電動(dòng)勢檢測控制并進(jìn)入Run階段。當(dāng)進(jìn)入到Run階段后,BLDC就采用速度閉環(huán)控制,過零點(diǎn)由反向電動(dòng)勢檢測所得?! ?/p>本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/146842.htm

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  無傳感位置檢測實(shí)現(xiàn)

  依靠Hall傳感器的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)起來非常容易,但除去Hall傳感器可降低系統(tǒng)成本并提高可靠性。BLDC電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),每個(gè)繞組都會(huì)產(chǎn)生叫做反電動(dòng)勢的電壓,根據(jù)楞次定律,其方向與提供給繞組的主電壓相反。反電動(dòng)勢主要取決于三個(gè)因素:轉(zhuǎn)子角速度,轉(zhuǎn)子磁體產(chǎn)生的磁場,定子繞組的匝數(shù)。

  當(dāng)采用傳感器時(shí),MCU會(huì)根據(jù)Hall信號(hào)來決定BLDC換向點(diǎn)。當(dāng)采用無時(shí),則可以采用反電動(dòng)勢過零點(diǎn)檢測來決定正確的換向點(diǎn),如圖5所示。  

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  當(dāng)在一個(gè)恒速情況下,切換周期等于過零點(diǎn)周期,圖中圈圈代表著過零點(diǎn)發(fā)生的地方,一般處在兩個(gè)切換點(diǎn)的中間。所以通過timer得出上一次過零點(diǎn)時(shí)間以及本次的過零點(diǎn)時(shí)間,就可以計(jì)算出正確的換向點(diǎn)。
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  其中:–實(shí)際過零點(diǎn)時(shí)間,–上次過零點(diǎn)時(shí)間,–下次換向點(diǎn)時(shí)間,–范圍在0.3~0.5的常數(shù)(取決于電機(jī)參數(shù))。

  所以,成功檢測反電動(dòng)勢過零點(diǎn)就決定了無BLDC成功的關(guān)鍵。如圖6所示,通常有硬件和軟件兩種方式能檢測到反電動(dòng)勢過零點(diǎn)。第一種是采用三個(gè)硬件比較器,在某切換周期中不加電的一相可以通過相應(yīng)的硬件比較器與1/2的Udcb電壓進(jìn)行比較,在PWM周期中ON有效時(shí),比較器能夠檢測到反向電動(dòng)勢電壓變化從而得出過零點(diǎn)的位置。第二種方式可以用軟件AD采樣來實(shí)現(xiàn),在BLDC電機(jī)運(yùn)行過程中,使用ADC對不加電的一相進(jìn)行采樣,與此同時(shí)Udcb會(huì)被另一路ADC模塊同時(shí)采樣,然后軟件可以實(shí)時(shí)地根據(jù)兩個(gè)采樣數(shù)值進(jìn)行過零點(diǎn)判斷?! ?/p>

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關(guān)鍵詞: BLDC 傳感控制 201307

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