無刷直流電機(jī)的PWM調(diào)制方式介紹
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圖5：正弦波與PWM波的等效圖
正弦脈寬調(diào)制需要知道ωt的詳細(xì)值，而我們從霍爾元件只可以讀取到60°120°180°240°360°這個(gè)6個(gè)大體的位置信息，所以我們需要從前幾次霍爾值變化的間隔時(shí)間推算出60度內(nèi)的內(nèi)角度。在電機(jī)靜啟動(dòng)情況下，我們無法推算出內(nèi)角度信息，因此啟動(dòng)情況下，我們還是要采用方波120度脈寬調(diào)制方式啟動(dòng)，但電機(jī)得到一個(gè)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)后，我們可以推算出內(nèi)角度，就可以切換成正弦脈寬調(diào)制方式。
推算內(nèi)角度方法：如圖6-1首先計(jì)算出每個(gè)60°需要的時(shí)間，除以PWM周期的時(shí)間可以計(jì)算出60°內(nèi)PWM的次數(shù)，從而得到60°內(nèi)每增加1個(gè)PWM時(shí)內(nèi)角度增加的值，在加上通過霍爾值對(duì)應(yīng)的大角度值就得到當(dāng)前的角度；UVW三相彼此相差120°相位。
圖6-1
舉例：PWM基本周期頻率20KHz（50μs），8極對(duì)電機(jī)，在轉(zhuǎn)速2000r/m時(shí)，求角度變化值
1） 2000r/m*8 = 16000hall/m （每分鐘的霍爾電氣周期）
2）16000/60 = 266.67hall/s （每秒的霍爾電氣周期）
3）1/266.67 = 3.75ms （每個(gè)霍爾周期需要的時(shí)間）
4）3.75ms/6 = 625μs （每60度需要的時(shí)間）
5）625μs/50μs = 12.5次 （每60度內(nèi)PWM周期的次數(shù)）
6）60°/12.5=4.8° （每個(gè)PWM周期增加的角度值）
圖6-2
然后通過查詢代碼中內(nèi)置的sin函數(shù)值，在疊加上力矩輸出要求的百分比，這樣我們可以在每次PWM周期結(jié)束后立即修改PWM的占空比，使其得到正弦脈寬調(diào)制方式。
LC08000M芯片有正弦脈寬調(diào)制（SPWM）功能，并且內(nèi)部集成了上面的軟件計(jì)算部分。
圖7：實(shí)測(cè)LC08000M正弦脈寬調(diào)制（SPWM）的效果
3. 空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）
與SPWM不同，SVPWM施加在電機(jī)端線上電壓并非等效正弦波電壓，此時(shí)電機(jī)中心點(diǎn)電壓并非為0，但電機(jī)相電壓仍然為等效正弦，從而使得電機(jī)相線電流也成正弦變化規(guī)則。
三相全橋逆變器共8種開關(guān)模式，分別對(duì)應(yīng)八個(gè)基本電壓空間矢量U0~U7，U0和U7為零矢量，位于原點(diǎn)。其余6個(gè)非零矢量幅值相同，相鄰矢量間隔60°。根據(jù)非零矢量所在位置將空間劃分為六個(gè)扇區(qū)。空間矢量脈寬調(diào)制就是利用U0~U7的不同組合，組成幅值相同、相位不同的參考電壓矢量Uref，從而使矢量軌跡盡可能逼近基準(zhǔn)圓。
評(píng)論