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如何在工業(yè)應(yīng)用中精確控制 BLDC 電機的轉(zhuǎn)矩和速度

1947128 2022-11-25 | pdf | 228.57KB | 次下載 | 2積分

資料介紹

無刷直流 (BLDC) 電機是工業(yè)生產(chǎn)車間不可或缺的一部分，主要用于伺服、驅(qū)動、定位和變速應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，精確的運動控制和穩(wěn)定的運行至關(guān)重要。由于 BLDC 根據(jù)移動磁場原理運行以產(chǎn)生電機扭矩，因此在設(shè)計工業(yè) BLDC 系統(tǒng)時，主要的控制挑戰(zhàn)是準確測量電機的扭矩和速度。無刷直流 (BLDC) 電機是工業(yè)生產(chǎn)車間不可或缺的一部分，主要用于伺服、驅(qū)動、定位和變速應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，精確的運動控制和穩(wěn)定的運行至關(guān)重要。由于 BLDC 根據(jù)移動磁場原理運行以產(chǎn)生電機扭矩，因此在設(shè)計工業(yè) BLDC 系統(tǒng)時，主要的控制挑戰(zhàn)是準確測量電機的扭矩和速度。要捕獲 BLDC 電機的扭矩，需要使用多通道同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 同時測量三個感應(yīng)相電流中的兩個。具有合適算法的微控制器計算第三個瞬時相電流。該過程對電機狀態(tài)進行準確、即時的快照，這是開發(fā)高精度、穩(wěn)健的電機扭矩控制系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。要捕獲 BLDC 電機的扭矩，需要使用多通道同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 同時測量三個感應(yīng)相電流中的兩個。具有合適算法的微控制器計算第三個瞬時相電流。該過程對電機狀態(tài)進行準確、即時的快照，這是開發(fā)高精度、穩(wěn)健的電機扭矩控制系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。本文將簡要討論與實現(xiàn)精確轉(zhuǎn)矩控制相關(guān)的問題，包括實現(xiàn)所需分流電阻器的經(jīng)濟高效方法。然后介紹 Analog Devices 的本文將簡要討論與實現(xiàn)精確轉(zhuǎn)矩控制相關(guān)的問題，包括實現(xiàn)所需分流電阻器的經(jīng)濟高效方法。然后介紹 Analog Devices 的AD8479AD8479精密差分放大器和精密差分放大器和AD7380AD7380雙采樣逐次逼近型寄存器 ADC (SAR-ADC)，并展示如何使用它們?yōu)榉€(wěn)健的系統(tǒng)設(shè)計獲取精確的相位測量值。雙采樣逐次逼近型寄存器 ADC (SAR-ADC)，并展示如何使用它們?yōu)榉€(wěn)健的系統(tǒng)設(shè)計獲取精確的相位測量值。BLDC 電機的工作原理BLDC 電機的工作原理BLDC 電機是一種具有反電動勢 (EMF) 波形的永磁同步電機。觀察到的終端反電動勢不是常數(shù)；它隨轉(zhuǎn)子的扭矩和速度而變化。雖然直流電壓源不直接驅(qū)動 BLDC 電機，但基本的 BLDC 工作原理類似于直流電機。BLDC 電機是一種具有反電動勢 (EMF) 波形的永磁同步電機。觀察到的終端反電動勢不是常數(shù)；它隨轉(zhuǎn)子的扭矩和速度而變化。雖然直流電壓源不直接驅(qū)動 BLDC 電機，但基本的 BLDC 工作原理類似于直流電機。BLDC 電機具有帶永磁體的轉(zhuǎn)子和帶感應(yīng)繞組的定子。這種電機類型本質(zhì)上是一種直流電機，通過去除電刷和換向器將其內(nèi)部翻轉(zhuǎn)過來，然后將繞組直接連接到控制電子設(shè)備。控制電子設(shè)備取代了換向器的功能，并以正確的順序為繞組通電以實現(xiàn)所需的運動。通電繞組圍繞定子以同步、平衡的模式旋轉(zhuǎn)。動力定子繞組引導(dǎo)轉(zhuǎn)子磁體并在轉(zhuǎn)子與定子對齊時進行切換。BLDC 電機具有帶永磁體的轉(zhuǎn)子和帶感應(yīng)繞組的定子。這種電機類型本質(zhì)上是一種直流電機，通過去除電刷和換向器將其內(nèi)部翻轉(zhuǎn)過來，然后將繞組直接連接到控制電子設(shè)備。控制電子設(shè)備取代了換向器的功能，并以正確的順序為繞組通電以實現(xiàn)所需的運動。