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《BLDC原理(圖文介紹)---推薦》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、1、BLDC的原理：???無刷直流電機的運轉，需要把5V，12V，或300V等直流電，變成三相電的相序，供給無刷直流電機，所以，從供電方式上，無刷直流電機就象是“三相交流電機”。無刷直流電機與我們市電三相異步電機有個不同，就是三相異步電機的轉子磁場是感應出來的，感應磁場總是與繞組旋轉電磁場能同步，不必增加額外的同步措施；而無刷直流電機的轉子是貼的永磁體，所以有同步措施，讓三相電的頻率和相位與轉子永磁體磁場同步，無刷直流電機才能平穩(wěn)無抖動的運轉，否則電機可能不轉。所以，在不同轉速下，跟蹤轉子永磁體相位，始終產生同頻同步的三相電相
2、序，是讓直流無刷電機正常運轉的關鍵。???產生相位差120度的正弦三相電，要不斷的調整三路、或是六路PWM的占空比，這要求較高的處理速度。給電機供相位差120度的方波，電機運轉噪音雖大一些，但電機仍可以基本平穩(wěn)的運轉，方波驅動方式對處理器的速度要求低了很多。所以方波驅動方式就廣泛應用開來。???三相電的波形如圖8-1所示，在30度到90度的時間里，C相電壓擺幅只有一半，A、B相電壓較高，電流主要由A相流向B相。在這個時間段里，變成方波驅動，就可以A相接電源，B相接地，C相懸空。同樣的道理，在90度到150度時間段，A相接電源，
3、C相接地,B相懸空。這樣在360度一個周期里，電流就有六種流向，分別是：A->B,A->C,B->C,B->A,C->A,C->B，如圖8-1中標示。圖8-1三相電時序三個半橋分別驅動三相，如圖8-2，用1表示上邊PMOS管導通，此相接電源；-1表示下邊NMOS管導通，此相接地；0表示兩個MOSFET都截止，此相懸空。正弦波就演變成了方波，波形如圖8-1：??圖t2三相電流驅動——電流由A流向C???六種電流流向如圖8-3所示，每種電流流向產生的磁場方向是不一樣的，六種磁場方向角差60度，磁場向量圖見圖8-3，按這六種時序依次
4、給電機繞組通電，產生旋轉的電磁場，吸引轉子上的永磁體使轉子旋轉。六次換相后，兩極電機就轉一圈，四極電機就轉半圈。磁極是成對出現(xiàn)的，所以四極電機又稱兩極對、或兩對極電機。圖t3??方波驅動六種通電相序和磁場向量2?過零檢測??當旋轉的定子電磁場與轉子永磁體的磁場垂直的時候，轉子的力矩最大。所以對應于六種磁向量的每一種，轉子磁場都應在定子磁場的90度的一邊30度處，轉到另一邊30度處，如此電機的力矩才最大。??在不同的轉速下，如何讓輪流導通的功率管，始終保證繞組磁場、和轉子永磁體磁場的這種同步的相位關系呢？圖t4旋轉的電機繞組磁場
5、與永磁體磁場的關系簡單有效的辦法就是加裝轉子位置檢測，可加光柵碼盤，或者加裝三個霍爾傳感器，后者體積較小。這樣就可以根據(jù)霍爾傳感器感知到的轉子永磁體的位置換相，無論轉快轉慢，來至功率管輸出的三相電的相位，總是能與轉子保持同步。但霍爾傳感器會失效，三個霍爾傳感器加上電源有五個引線，增加的引線也過多。電機轉動時，繞組在永磁體的磁場中運動，會產生感應電動勢，BLDC成了三相發(fā)電機。從三相波形圖來看，懸空的那一相，電壓會從正峰值的一半，逐漸變小到0，再變到負峰值的一半，或者反向變化，電壓有一個過零的過程。如果換相不正確，這一段時間電壓
6、就會過高，或過低，甚至電壓不會過零。所以方波驅動方式，可以檢測懸空的那一相的感應電壓是否過零，來判斷換相是否正確。過零點剛好在兩次換相的中間時刻。一般三相電機的中點是不引出線的，可以做一個能代表中點電位的電路網(wǎng)絡，也可以采用下述的無中點檢測法。電機正常運轉時，電機引出端對地的端電壓，是感應相電壓U與中點電壓的疊加，三相中點對地電壓基本在電源值的一半處波動,即VCC/2。三相的線電壓峰值應略小于電源電壓，即略小于VCC/file:///C:/Users/hooke/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/
7、01/clip_image010.gif=0.58*VCC,一般就按VCC/2來計算。這也就是說，電機懸空端對地的電壓值，以VCC/2為中心,上下波動幅度VCC/2，VCC/2處就是過零點。當PWM波的占空比不是100%時，這里的電源電壓VCC應再乘以占空比的百分數(shù)。換相之后設置一定時器，檢到過零點后，讀出時間值，再定時相同時間后，換相。也可以采用調節(jié)比較門限的方式，門限不用VCC/2，感應電壓上升階段用較高的門限，比如VCC*3/4；下降階段用一個較低的門限，比如VCC/4，檢到電壓跨過門限值后就立即換相，這樣處理器會省點事
8、，電機照樣正常運轉，只是可能稍損失一點電源效率。判斷何時換相的另外一種方式，就是檢測兩相的電壓值，出現(xiàn)兩相電壓相等時，就立即換相。這種方式在PWM占空比較大時，誤差較大，因為是方波驅動，電機引線端電壓不是規(guī)整的正弦波。3調速??直流電機的轉速，與供電電壓基本是成比的，電機某一
