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无刷直流马达控制电路

2024-02-12 作者: 华体体育会手机网页版登录

  无刷直流电机(BLDC)是一种高效、高可靠性、低噪声和低维护成本的电机,由于其优异的性能,在许多应用中得到了广泛的应用,例如家用电器、工业自动化、电动车等。控制BLDC电机需要一个专门的控制电路,以下是常用的几种BLDC电机控制电路:

  三相桥式电机驱动器:这是一种常用的BLDC电机控制电路,它使用三相桥式电路来控制BLDC电机的相位和电流。三相桥式电路由六个功率晶体管组成,经过控制不同的晶体管通断,可以使电机转动并控制其速度和方向。

  三相反电动势(EMF)控制器:这种控制电路使用电机本身的三相EMF来控制电机转速和方向。它包括一个由三个电容器和三个绕组组成的桥式电路,通过改变电容器的充放电状态来控制电机的相位和电流。

  磁传感器控制器:这种控制电路使用磁传感器来检测电机的位置,并根据检测结果控制电机的相位和电流。磁传感器一般会用霍尔效应传感器或磁性编码器,可以准确地检测电机的转子位置和速度,并实现高精度的控制。

  无传感器控制器:这种控制电路不需要磁传感器来检测电机的位置,而是经过测量电机的EMF信号来确定转子位置和速度,并控制电机的相位和电流。无传感器控制器具有简单、高效、低成本等优点,已经大范围的应用于许多领域。

  电子换向控制器:这种控制器使用半导体器件来控制电机的相位和电流,电机的换向过程经过控制不同的半导体开关来实现。电子换向控制器通常具有高速、高效、低噪声等特点,适用于高速、高精度控制的应用。

  磁致伸缩换向控制器:这种控制器利用磁致伸缩效应来实现电机的换向,通过改变磁场的方向来控制电机的相位和电流。磁致伸缩换向控制器具有高速、高效、低成本等优点,适用于一些特殊应用场合。

  无论采用何种控制电路,控制BLDC电机都需要一定的控制算法和软件支持。常用的控制算法包括三角函数PWM(Pulse Width Modulation)控制、反馈控制、PID(Proportional Integral Derivative)控制等。此外,还需要一些硬件设备支持,例如控制器芯片、功率晶体管、磁传感器、编码器等。

  总之,无刷直流电机控制电路能根据不同的控制需求和技术要求选择不同的控制器和算法,以实现高效、精确、可靠的电机控制。

  以上是一些常用的BLDC电机控制电路,不同的电路具有不同的特点和适用范围,能够准确的通过具体的应用需求和技术方面的要求来选择和使用。

  无刷直流电机驱动控制电路如图1 所示。该电路采取三相六臂全桥驱动方式,采用此方式能减少电流波动和转矩脉动,使得电机输出较大的转矩。在电机驱动部分使用6个功率场效应管控制输出电压,四轴飞行器中的直流无刷电机驱动电路电源电压为12 V.驱动电路中,Q1~Q3采用IR公司的IRFR5305(P沟道),Q4~Q6为IRFR1205(N 沟道)。该场效应管内藏续流二极管,为场效应管关断时提供电流通路,以避免管子的反向击穿,其典型特性参数见表1.T1~T3 采用PDTC143ET 为场效应管提供驱动信号。

  无刷直流电机驱动控制采用三相六状态控制策略,功率管具有六种触发状态,每次只有两个管子导通,每60°电角度换向一次,若某一时刻AB 相导通时,C 相截至,无电流输出。单片机根据检测到的电机转子位置,利用MOSFET的开关特性,实现电机的通电控制,例如,当Q1、Q5 打开时,AB 相导通,此时电流流向为电源正极→Q1→绕组A→绕组B→Q5→电源负极。类似的,当MOSFET 打开顺序分别为Q1Q5,Q1Q6,Q2Q6,Q2Q4,Q3Q4,Q3Q5时,只要在合适的时机做准确换向,就可实现无刷直流电机的连续运转。

  下图为无刷电机的三相全桥驱动电路,使用六个N沟道的MOSFET管(Q1~Q6)做功率输出元件,工作时输出电流可达数十安。为便于描述,该电路有以下默认约定:Q1/Q2/Q3称做驱动桥的“上臂”,Q4/Q5/Q6称做“下臂”。

  图中R1/R2/R3为Q1/Q2/Q3的上拉电阻,连接到二极管和电容组成的倍压整流电路(原理请自行分析),为上臂驱动管提供两倍于电源电压(2×11V)的上拉电平,使上臂MOSFET在工作时有足够高的VGS压差,降低MOSFET大电流输出时的导通内阻,详细数据可参考MOS管DataSheet。

  上臂MOS管的G极分别由Q7/Q8/Q9驱动,在工作时只起到导通换相的作用。下臂MOS由MCU的PWM输出口直接驱动,注意所选用的MCU管脚要有推挽输出特性。

  图1示出采用8751单片机来控制直流无刷电动机的原理框图。8751的P1口同7406反相器联结控制直流无刷电动机的换相,P2口用于测量来自于位置传感器的信号H1、H2、H3,P0口外接一个数模转换器。

  1 引言 led作为一种供电电压低,功耗小,寿命长,无辐射的新型光源,应用领域日益扩大,成为固态照明的关键光源。许多固态照明应用常采用智能控制电路系统来驱动LED以履行各种功能和任务,譬如为确保流经LED的电流不受供电电压波动的影响维持恒定,从而使LED的亮度无明显变化的亮度调节就是控制电路系统的任务之一。亮度调节涉及电流调整与调光控制。控制电路系统的另一任务是失效识别。因LED具有很强的温度相关性,大多失效又与温度有关,故控制电路系统应能履行温度补偿。此外,通过硬件选择以适应不一样亮度LED组合的驱动也极必要。一块芯片上可集成全部必要硬件功能的PIC微控制器,由于价格低,时钟频率高达20MHz,功耗极低和工作时候的温度范围宽

  设计 /

  ST公司生产的L6561是采用变频峰值电流控制方式的PFC控制器,Boost PFC转换器工作在电感电流临界连续模式(CRM),主开关管零电流、零电压开通。 它的内部电路和典型应用分别如图1(a)、(b)所示。芯片内部电路包括电压放大器VA、乘法器、电流过流检测比较器、触发器和驱动电路等。转换器的输出电压Uo由VA的反相输人端INV通过分压电阻采样,电压补偿网络(图1(b)中为电容C1)跨接在INV和、VA输出端COMP;MULT采样输入整流电压信号,并与COMP信号相乘、乘法器的输出作为峰值电流基准。Boost转换器开关V的电流采样信号(CS端采样)上升到该值时,电流比较器CA及触发器翻转。驱动器输出端GD输低电平,

  L6561 /

  1 概述 90年代初,我国机械加工行业实现机电一体化对旧式机床进行了不同程度的改造。我们在参与此项工作时,仔细分析了工厂的真实的情况,本着勤俭节约、降低改造成本的原则,采用数字控制管理系统作为步进电机的主要控制装置,对加工鞋底花纹的铣床进行了改造,从而缩短了机械加工周期,提高了加工精度和生产效率。控制管理系统见图1。系统的CAM工作主要是通过单片机控制完成的,单片机按照输入的加工程序进行插补等各种运算产生进给量,由软硬件相结合的技术实现脉冲分配,输出一系列脉冲信号,经过功放驱动步进电机工作,实现了刀具依规定曲线 微机开环控制管理系统框图 2 系统模块设计 单片机工作原理 步进电机具有输出力矩较大、驱动简单、控制精度

  图 /

  电机最早出现在十八世纪,之后迅速全面普及,根据国际能源署 IEA-4E 组织 EMSA 数据,其消耗了全球生产能源的一半以上,数据来源:。国际能源署(IEA) 也表示,通常 95% 的电机生命周期成本,来自为其提供动力的电力,因此任何可提升电机运行效率的技术方法都会受市场欢迎。 “智能” 控制就能做到这一点,它不仅使电机在工作中灵活性更好、高效,还能降低运行成本和能源消耗,减少环境影响或延长电池使用寿命。 此外还通过立法促使解决这一个问题。例如,IEC 60034-30-1 规定

  电机控制解决方案 /

  绝缘栅双级型晶体管IGBT是一种由双级型晶体管与MOSFET组和的器件,它既有MOSFET的栅极电压控制快速开关特性,又具有双级型晶体管大电流解决能力和低饱和压降的特点。IPM模块与IGBT模块相比,具有如下特点:内置驱动电路、过流保护、短路保护、控制电源欠压保护、过热保护及外部输出的警报。本文将日本三菱公司的IPM模块PM25RLA120和美国TI公司的电机控制芯片UC1637用于电动舵机控制。 1 设计原理 舵机控制原理框图如图1所示。 舵机是一种位置伺服的驱动器,其工作原理是:控制信号与舵机位置反馈信号比较,获得直流偏置电压,偏置电压进入信号调制芯片产生一个比较电平,经过PWM控制芯片UC1637后,输出一定占

  设计 /

  图 /

  用来实现定位控制的光电技术可提供一种用固定标志点结合线性或旋转运动部件来实现简单可重复运动的方法,这种方法既花钱不多,又便于设计。图 1 所示的简单而又基本的设计能实现顺序位置控制,它利用了与一对光电管并联工作的一个功率运放的快速响应时间。由此实现的一种元件数量很少的系统,能在明确规定的工作环境下,具备极高的可靠性、准确性以及可重复性。图 1 所示电路使用一个功率运放将一对光电管的差分输出组合起来,驱动电动机向适当的方向转动,直至两个光电管电流相等,由此实现顺序位置控制。当你一瞬间将一个固定输入电流切换到放大器的输入端时,使放大器驱动电动机按所需方向转动时就会使电动机在两个标志点之间运动。当未达到标志点而输入电流被切断时,CF上的电

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