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利用ST7MC微控制器的反電動勢過零法無傳感器控制的例子

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點擊次數:更新時間:2018-07-11 14:07:58

  SNMC是意法(S)公詞擦出的8位電機控制專用微控制器芯片,適用于無刷直流電機無傳感器控制?它具有高靈敏度的反電動勢過零檢測,高去噪能力,即使在電機高速運行時也能實現正確檢圓,反電動勢可直接取自斷開相繞組的端電壓,不需經濾波電路,因此沒有相移問題?參考文獻[15)介紹一種基于nMC單片機的兩相導通三相六狀態星型接法無位置傳感器無刷直流電機控制方案,該方案通過檢測三相定子繞組反電動勢過零點,來確定轉子位置,決定換相時刻。

  無刷直流電動機起動時,先由程序控制給電機的兩相定子繞組通電,經過一段時間轉子處于預定的初始位置,然後按照電機預定轉向的換相順序由程序控制給相應繞組饋電,使電機起動,該期間同時進行反電動勢的過零檢測,但換相不受反電動勢檢測信號的控制?電機按預先規定的次序進行換相且時間間輛由軟件延時控制,該時間間隔逐漸變短,程序控制PWM波佔空比不變,采取變頻恆壓的方式起動?等待連續檢測到兩次反電動勢過零信號即令程序就出開環換相過程,進人由反電動勢檢測信號控制電機換相的自控式運行狀態,完成電機的起動過程?電機三段式起動過程的相電流?換相?反電動勢過零信號如圖13-8所示。

 

反電動勢取樣電路:反電動勢信號直接取自逆變器的3個輸出端,電動機端電壓通過限流電阻分別送入sT7MC的MCRA?MCRB?MCRC三個引腳,它們與由寄存器定義的電壓基準值或者外部參考電壓值比較,本系統中用寄存器定義的0?2V作為反電動勢過軍點的基準值?檢測到反電動勢過零點後需要延時30°才是換相點,這個題時如果由硬件來完成不僅會增加系統控制電路的復雜性,而且電路本身會帶來相移誤差,需要對相移修正?這里采取完全由軟件程序計算的方法來實現相角延時以得到換相點:由于相鄰兩個過零點相差60°,所以把前一個和此次過零的間隔時間除以2計算得到30°的延時時間。

本方案采用軟件濾波的方法消除換相點附近的干擾,當換相發生後,程序控制從換相時刻起的一段時間內不計算反電動勢值,也就是在干擾期間跳過反電動勢過軍檢測程序段,以避開干擾影響?由于干擾持續的時間很短,因此放棄檢測的這段時間也不宜過長,視具體系統面定?本文根據電機參數選擇檢測時間在200~500ns之間,實驗證明采用上述軟件波算法可以很好地消除干擾。

采用上述控制方案進行實驗研究,實驗對象為電動自行車?電動摩托車用無刷直流電機,電機參數為:極對數3,輸人直流電壓48V,功率700w,最大轉速3000/mim?結果表明該系統能使電機取利平穩起動,並很好地實現了電機自動換相?平穩運行?從圖13-8中平穩的波形可以看出,其控制效果明顯優于純硬件設計的控制系統。

 

利用MCs6F8013微控制器的反電動勢過零法無傳感器控制的例子

飛恩卡爾( Freescale)公司的MCS6F8olx系列在單個芯片上結合了DsP的計算功能和MCL的控制功能,非常適合電機的數字控制?這種合型控制器提供了多種專用外設,如脈寬調制(PwM)模塊(組)?數模轉換器(ADC)?定時器?通信外設(SC1?SP和C)以及內置閃存和RAM。

圖13?9顯示了利用MCs6F8013的既可用于實現PMsM矢量控制,也可用于實現BLDC電機的大位置傳感器控制的方框圖,它包含了采用成本最低?最可塞的反電動勢過軍點法實現無傳感器控制以及電流和速度的閉環控制?它利用電阻網絡采集的三相反電動勢信號發到ADC4輸人端,利用電阻分壓取得直流母線電壓C中點電位發選到ADC1,計算得到反勢過零點(信息用于確定轉子的位置,並確定開通哪個功率品體管以實現正確相,獲得最大的電機轉矩

 

 

 



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