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1、基于反電動勢檢測的無感無刷電機控制（第二節(jié)）（轉(zhuǎn)載）?[復制鏈接]本帖最后由地瓜ing于2016-6-1710:00編輯第二節(jié)直接反電動勢檢測式無感無刷直流電機驅(qū)動在本節(jié)，首先回顧了一種常用的反電動勢檢測方法。然后，我們討論并提出新奇的反電動勢檢測方...第二節(jié)直接反電動勢檢測式無感無刷直流電機驅(qū)動在本節(jié)，首先回顧了一種常用的反電動勢檢測方法。然后，我們討論并提出新奇的反電動勢檢測方案。試驗結(jié)果證明了新式反電動勢檢測方案和無感系統(tǒng)的優(yōu)點。特別的，一種首先商業(yè)化的用于無感無刷電機驅(qū)動的廉價混合信號微控制器被開發(fā)，內(nèi)嵌了檢測電路以及電機控制外設，他具有標準的8位微控制器核心
2、。2.1普通反電動勢檢測方案對三相無刷直流電機來說，標準的，他是用六步120度換相模式來驅(qū)動的。在同一瞬間，只有三相中的兩相通電流。舉例來說，當A相和B相通電時，C相懸空。這個通電傳導間隔持續(xù)60度電角度，稱作一步。傳統(tǒng)的從一步跳到下一步的方式稱作換向。所以，在一個周期內(nèi)總共有6步。如前面章節(jié)中Fig1.2B所示，第一步是AB，然后是AC，到BC，到BA，到CA到CB然后重復這種模式。通常，為了獲得最佳控制和最大扭矩/安培值，我們這樣切換電流：保持相內(nèi)的電流與相反電動勢同相。切換時間由轉(zhuǎn)子位置決定。因為反電動勢的波形由轉(zhuǎn)子位置決定，這就使在反電動勢已知的情況下確定換向時
3、間成為可能。在Fig。2.1中，..相電流與相反電動勢同相。如果過零點的相反電動勢能夠測量，我們就能夠知道什么時候切換電流。如前所述，在任一時刻，只有兩相導通電流，第三相懸空是開放的。這打開了一扇在懸空線圈檢測反電動勢的窗口。圖Fig2.2解釋了這種檢測方案原理。我們測量了懸空端的端電壓。這種方案需要電機中立點電壓以得到過零點的反電動勢，因為這種反電動勢電壓是以電機中立點電壓為參考的。端電壓與中立點電壓相比較，則過零點的反電動勢就得到了。在多數(shù)情況下，電機中立點不好得到。實際上，最常使用的方法是構(gòu)造一個虛擬中立點，理論上，與Y型連接的電機中心點在同一電勢，然后感知虛擬中
4、立點與懸空相的端電壓的差別。虛擬中立點用電阻來構(gòu)建，如圖Fig2.2（B）。這種方案比較簡單。從這種方法發(fā)明出來就一直被長期使用。但是，這種方案也有缺點。..由于PWM驅(qū)動，中立點并不是靜止的點。這點的電勢從上倒下跳動。他產(chǎn)生很高的共模電壓和高頻噪聲。因此我們需要電壓分配器和低通濾波器以削弱共模電壓和高頻噪聲，如圖Fig2.3所示。舉例來說，如果直流總線電壓是300V，中立點的電勢能從0V到300V之間變化。比較器允許的共模電壓只有大概5V。我們可知需要多大的衰減。明顯的，分壓器在低速情況下將削弱信號敏感性，尤其是在需要更大敏感性的啟動階段。另一方面，需要的低通濾波器將
5、引起一個與轉(zhuǎn)子速度無關的固定延遲。當轉(zhuǎn)子速度增加時，這個延遲占總體時間的比例也在上升。這個延遲將阻礙電流曲線和反電動勢曲線對齊，將在高速狀態(tài)下導致嚴重的切換問題。因此，這種方法往往具有較窄的速度區(qū)間。過去，有很多可以支持無刷直流電機的集成電路，他們都基于以上討論的方案。包括Unitrode的UC3646，Microlinear的ML4425，和SiliconSystems的32M595.這些芯片都具有我們提到的缺點。同樣，他們都是模擬器件，在實際應用時缺乏彈性。..在文獻中，一些其他無感無刷直流電機控制方案也有所報道。反電動勢集成法在轉(zhuǎn)子速度下具有減弱開關噪聲敏感度和在
6、換相器切換瞬間自動適應的優(yōu)點。反電動勢集成在低速下仍然存在準確性問題。轉(zhuǎn)子位置可以由固定在定子上的三次諧波電壓組件確定。缺點是在低速情況下三次諧波電壓相對值較低。轉(zhuǎn)子位置信息由連接在未激活相的續(xù)流二極管（儲能二極管）的導通狀態(tài)決定。檢測電路相對復雜，而且在低速情況下仍然存在問題。2.2推薦的直接反電動勢檢測方案像之前討論的那樣，在無感系統(tǒng)中，富含雜波的中立點導致了很多問題。推薦的反電動勢檢測方案試圖回避中立點電壓。如果我們采用適當?shù)腜WM策略，相對于GND的反電動勢電壓可以被直接從電機接線端的電壓中提取出來。對于無刷直流電機驅(qū)動來說，只有三相中的兩相在同一時間通電。PW
7、M驅(qū)動信號可以在以下三種方式間改變：-??在高臂端:PWM只在高臂端的開關中應用，低臂端在這一步期間保持開狀態(tài)。.-??在低臂端:PWMis被加在低臂端開關上，高臂端在這一步器件保持開狀態(tài)。-在兩端:高臂端和低臂端一起開或關。在我們提出的方案中，PWM信號只提供給高臂開關，反電動勢在PWM關閉時間測得。Fig2.4顯示了設想的檢測電路。Fig2.4和fig2.2的不同是在fig2.4中在信號處理時電機中立點電壓沒有被使用。..假設在特定的步器件，A相和B相通電，C相懸空。A相的上部開關由PWM控制，B相的下部開關保持接通狀態(tài)。端電壓Vc被
