數(shù)字信號(hào)控制器在變頻家電中的應(yīng)用
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對(duì)于BEMF相電壓,它的數(shù)學(xué)表達(dá)如下：
當(dāng)速度大于零時(shí),則每個(gè)電周期中某相的BEMF為零的位置只有二個(gè),可以通過下圖中過零點(diǎn)的斜率來區(qū)分這二個(gè)位置。其中每一段對(duì)應(yīng)電周期中的一個(gè)60°部分,換相發(fā)生在每一段的邊界處,因此需要檢測(cè)段的邊界。BEMF過零點(diǎn)和需要換相的位置之間有30°的偏移,必須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償,以確保電機(jī)平穩(wěn)高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。以上的描述是針對(duì)Y型連接的電機(jī)而言。對(duì)于Δ型連接的電機(jī),具體實(shí)現(xiàn)方法有所不同。
BEMF過零檢測(cè)示意圖
從硬件的實(shí)現(xiàn)上來看,可以采用以下電路。具體的過零檢測(cè)可以這樣實(shí)現(xiàn)：首先通過分壓器和dsPIC的片上AD轉(zhuǎn)換器監(jiān)測(cè)所有的三相端電壓和VDC;然后在相應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)相BEMF何時(shí)經(jīng)過1/2VDC。對(duì)于某個(gè)特定的時(shí)間段,只需監(jiān)測(cè)其中一相的電壓。使用dsPIC片上的一個(gè)定時(shí)器測(cè)量二次過零點(diǎn)之間的時(shí)間,然后將這個(gè)時(shí)間除以2后加載到另一個(gè)定時(shí)器中以進(jìn)行所需的30°補(bǔ)償。
BEMF檢測(cè)硬件示例
實(shí)際的BEMF波形圖
有了精確的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)就可以實(shí)現(xiàn)正確換相,有了正確換相就可以讓BLDC電機(jī)正確地轉(zhuǎn)動(dòng),但為了改變BLDC電機(jī)的轉(zhuǎn)速,還需要改變加在BLDC電機(jī)定子繞組上的端電壓。為了滿足這個(gè)要求,可以使用dsPIC30F所配備的電機(jī)控制專用脈寬調(diào)制輸出硬件(MCPWM)。從下圖可以看到,這是針對(duì)電機(jī)控制而專門設(shè)計(jì)的PWM電路,具有三對(duì)六路互補(bǔ)PWM發(fā)生器,每一對(duì)PWM分別配備了死區(qū)發(fā)生器和手動(dòng)改寫邏輯,專用的時(shí)基發(fā)生電路,具有中心對(duì)齊或邊沿對(duì)齊輸出方式。采用這個(gè)專用的硬件外設(shè)后,可以大大地簡(jiǎn)化軟硬件的設(shè)計(jì),同時(shí)極大地提高整個(gè)控制系統(tǒng)的安全可靠性。
dsPIC中MCPWM的框圖
整個(gè)變頻部分的電路結(jié)構(gòu)如下圖所示：
整個(gè)變頻部分的電路結(jié)構(gòu)
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評(píng)論