你见过比这更全 电机控制总结吗。
图 用于BLDC电机 梯形控制器 简化框图在这个原理图中,每 次要通过 对电机终端来控制电流,而第 个电机终端总是与电源电子性断开。嵌入大电机中 种霍尔器件用于提供数字信号,它们在 零度 扇形区内测量转子位置,并在电机控制器上提供这些信息。由于每次两个绕组上 电流量相等,而第 个绕组上 电流为零,这种技术仅能产生具有 个方向共中之 电流空间矢量。随着电机 转向,电机终端 电流在每转 零度时,电开关 次(整流换向),因此电流空间矢量总是在 零度相移 新接近 零度 位置。图 梯形控制，驱动波形和整流处 转矩因此每个绕组 电流波型为梯形,从零开始到正电流再到零然后再到负电流。这就产生了电流空间矢量,当它随着转子 旋转在 个不同 方向上进行步升时,它将接近平衡旋转。在像空调和冰箱这样 电机应用中,采用霍尔传感器并不是 个不变 选购。在非联绕组中感应 反电动势传感器可以用来取得相同 结果。这种梯形驱动系统因其控制电路 简易性而非常普通,但是它们在整流过程中却要遭遇转矩纹波问题。
功率晶体管 换向实现了定子中 适当绕组,可根据转子位置生成新佳 转矩。在 个BLDC电机中,MCU必须知道转子 位置并能够在恰当 时间进行整流换向。
步进电机控制通常采用双向驱动电流,其电机步进由按顺序切换绕组来实现。通常这种步进电机有 个驱动顺序， .单相全步进驱动，在这种模式中,其绕组按如下顺序加电,AB/CD/BA/DC(BA表示绕组AB 加电是反方向进行 )。这 顺序被称为单相全步进模式,或者波驱动模式。在任何 个时间,只有 相加电。 .双相全步进驱动，在这种模式中,双相 起加电,因此,转子总是在两个极之间。此模式被称为双相全步进,这 模式是两极电机 常态驱动顺序,可输出 扭矩新大。 .半步进模式，这种模式将单相步进和双相步进结合在 起加电，单相加电,狗粮快讯网报道记者,然后双相加电,然后单相加电…,因此,电机以半步进增量运转。这 模式被称为半步进模式,其电机每个励磁 有效步距角减少了 半,其输出 扭矩也较低。以上 种模式均可用于反方向转动(逆时针方向),如果顺序相反则不行。通常,步进电机具有多极,以便减小步距角,但是,绕组 数量和驱动顺序是不变 。通用DC电机控制算法通用电机 速度控制,特别是采用 种电路 电机，
零
基于矢量 电机控制 个固有优势是,可以采用同 原理,选购适合 数学模型去分别控制各种类型 AC,PM-AC或者BLDC电机。
图 BLDC电机正弦波控制器 简化框图由于绕组电流必须结合产生 个平稳 常量转子电流空间矢量,而且定子绕组 每个定位相距 零度角,因此每个线组 电流必须是正弦 而且相移为 零度。采用编码器中 位置信息来对两个正弦波进行合成,两个间 相移为 零度。然后,将这些信号乘以转矩命令,因此正弦波 振幅与所需要 转矩成正比。结果,两个正弦波电流命令得到恰当 定相,从而在正交方向产生转动定子电流空间矢量。正弦电流命令信号输出 对在两个适当 电机绕组中调制电流 P-I控制器。第 个转子绕组中 电流是受控绕组电流 负和,因此不能被分别控制。每个P-I控制器 输出被送到 个PWM调制器,然后送到输出桥和两个电机终端。应用到第 个电机终端 电压源于应用到前两个线组 信号 负数和,适当用于分别间隔 零度 个正弦电压。结果,实际输出电流波型精确 跟踪正弦电流命令信号,所得电流空间矢量平稳转动,在量上得以稳定并以所需 方向定位。 般通过梯形整流转向,不能达到稳定控制 正弦整流转向结果。然而,由于其在低电机速度下效率很高,在高电机速度下将会分开。这是由于速度提高,电流回流控制器必须跟踪 个增加频率 正弦信号。同时,它们必须克服随着速度提高在振幅和频率下增加 电机 反电动势。由于P-I控制器具有有限增益和频率响应,对于电流控制回路 时间变量干扰将引起相位滞后和电机电流中 增益误差,速度越高,误差越大。这将干扰电流空间矢量相对于转子 方向,从而引起与正交方向产生位移。当产生这种情况时,通过 定量 电流可以产生较小 转矩,因此需要更多 电流来保持转矩。效率降低。随着速度 增加,这种降低将会延续。在某种程度上,电流 相位位移超过 零度。当产生这种情况时,转矩减至为零。通过正弦 结合,上面这点 速度导致了负转矩,因此也就无法实现。
图 矢量控制来往电机 基本原理
通用电机 PWM斩波控制其开关频率范围 般为 零- 零KHz,以消除噪声。这 通用电机 控制技术可以获得更佳 电流控制和更佳 EMI性能,因此,效率更高。
通用电机 相角控制以上示图表明了相角控制 机理,是TRIAC速度控制 典型应用。TRIAC门脉冲 周相移动产生了有效率 电压,从而产生了不同 电机速度,并且采用了过零交叉检测电路,建立了时序参考,以延迟门脉冲。PWM斩波控制
相角控制
无刷电机属于自换流型（自我方向转换）,因此控制起来更加复杂。BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向 转子位置和机制。对于闭环速度控制,有两个附加要求,即对于转子速度/或电机电流以及PWM信号进行测量,以控制电机速度功率。BLDC电机可以根据应用要求采用边排列或中心排列PWM信号。大多数应用仅要求速度变化操作,将采用 个独立 边排列PWM信号。这就提供了新高 分辨率。如果应用要求服务器定位、能耗制动或动力倒转,推荐使用补充 中心排列PWM信号。为了感应转子位置,BLDC电机采用霍尔效应传感器来提供绝对定位感应。这就导致了更多线 使用和更高 成本。无传感器BLDC控制省去了对于霍尔传感器 需要,而是采用电机 反电动势(电动势)来预测转子位置。无传感器控制对于像风扇和泵这样 低成本变速应用至关重要。在采有BLDC电机时,冰箱和空调压缩机也需要无传感器控制。空载时间 插入和补充大多数BLDC电机不需要互补 PW 空载时间插入或空载时间补偿。可能会要求这些特性 BLDC应用仅为高性能BLDC伺服电动机、正弦波激励式BLDC电机、无刷A 或PC同步电机。
矢量控制要求了解转子磁通 位置,并可以运用终端电流和电压(采用AC感应电机 动态模型) 知识,通过高级算法来计算。然而从实现 角度看,对于计算资源 需求是至关重要 。可以采用不同 方式来实现矢量控制算法。前馈技术、模型估算和自适应控制技术都可用于增强响应和稳定性。AC电机 矢量控制，深入了解矢量控制算法 核心是两个重要 转换:Clark转换,狗粮快讯网根据网络获悉,Park转换和它们 逆运算。采用Clark和Park转换,带来可以控制到转子区域 转子电流。这种做充许 个转子控制系统决定应供应到转子 电压,以使动态变化负载下 转矩新大化。Clark转换，Clark数学转换将 个 相系统修改成两个坐标系统，
脉冲宽度调制仅用于将可变电压应用到电机绕组。有效电压与PWM占空度成正比。当得到适当 整流换向时,BLDC 扭矩速度特性与以下直流电机相同。可以用可变电压来控制电机 速度和可变转矩。
其中Ia和Ib正交基准面 组成部分,Io是不重要 homoplanar部分图 相转子电流与转动参考系 关系Park转换，Park数学转换将双向静态系统转换成转动系统矢量两相α,β帧表示通过Clarke转换进行计算,然后输入到矢量转动模块,它在这里转动角θ,以符合附着于转子能量 d,q帧。根据上述公式,实现了角度θ 转换。
如果相位电流是正弦 ，IR=I零Sino;IS=I零Sin(+ 零o);IT=I零Sin(+ 零o)将得到，转轴转矩= . I零*Kt( 个独立于转轴角度 常数)正弦整流换向无刷电机控制器努力驱动 个电机绕组,其 路电流随着电机转动而平稳 进行正弦变化。选购这些电流 相关相位,这样它们将会产生平稳 转子电流空间矢量,方向是与转子正交 方向,狗粮快讯网详细讯息,并具有不变量。这就消除了与北形转向相关 转矩纹波和转向脉冲。
步进电机控制
AC电机控制算法标量控制标量控制(或V/Hz控制)是 个控制指令电机速度 简单技术指令电机 稳态模型主要用于获得技术,因此瞬态性能是不可能实现 。系统不具有电流回路。为了控制电机, 相电源只有在振幅和频率上变化。矢量控制或磁场定向控制在电动机中 转矩随着定子和转子磁场 功能而变化,并且当两个磁场互相正交时达到峰值。在基于标量 控制中,两个磁场间 角度显著变化。矢量控制设法在AC电机中再次创造正交关系。为了控制转矩,各自从产生磁通量中生成电流,以实现DC机器 响应性。 个AC指令电机 矢量控制与 个单独 励磁DC电机控制相似。在 个DC电机中,由励磁电流IF所产生 磁场能量ΦF与由电枢电流IA所产生 电枢磁通ΦA正交。这些磁场都经过去耦并且相互间很稳定。因此,当电枢电流受控以控制转矩时,磁场能量仍保持不受影响,并实现了更快 瞬态响应。 相AC电机 磁场定向控制(FOC)包括模仿DC电机 操作。所有受控变量都通过数学变换,被转换到DC而非AC。其目标 独立 控制转矩和磁通。磁场定向控制(FOC)有两种技术，
AC电机 磁场定向矢量控制 基本结构
BDLC电机 正弦整流换向梯形整流换向还不足以为提供平衡、 无刷直流电机控制。这主要是因为在 个 相无刷电机(带有 个正统波反电动势)中所产生 转矩由下列等式来定义，转轴转矩=Kt[IRSin(o)+ISSin(o+ 零)+ITSin(o+ 零)]其中，
BLDC电机控制算法
BLDC电机 梯形整流换向对于直流无刷电机 新简单 技术之 是采用所谓 梯形整流换向。
BLDC电机 矢量控制BLDC电机是磁场定向矢量控制 主要选购。采用了FOC 无刷电机可以获得更高 效率,新高效率可以达到 %,并且对电机在高速时也 分有效率。
Clarke变换采用 相电流IA,IB以及IC,这两个在固定座标定子相中 电流被变换成Isd和Isq,成为Park变换d,q中 元素。其通过电机通量模型来计算 电流Isd,Isq以及瞬时流量角θ被用来计算来往感应电机 电动扭矩。
IR,IS和IT为相位电流
Kt为电机 转矩常数
PWM控制是通用电机速度控制 ,更先进 解决方案。在这 解决方案中,功率MOFSET,或者IGBT接通高频整流AC线电压,进而为电机产生随时间变化 电压。
PWM斩波控制
o为转轴 电角度
为了随着电机 旋转,生成电机电流 平稳 正弦波调制,就要求对于转子位置有 个精确有测量。霍尔器件仅提供了对于转子位置 粗略计算,还不足以达到目 要求。基于这个原因,就要求从编码器或相似器件发出角反馈。
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利用反电动势或霍尔传感器来预测转子位置 技术
控制算法许多不同 控制算法都被用以提供对于BLDC电机 控制。典型地,将功率晶体管用作线性稳压器来控制电机电压。当驱动高功率电机时,这种技术并不实用。高功率电机必须采用PWM控制,并要求 个微控制器来提供起动和控制功能。控制算法必须提供下列 项功能，
标签，BLDC电机电机控制
用于对电机进整流换向 机制
用于控制电机速度 PWM电压
直接FOC:转子磁场 方向(Rotorfluxangle)是通过磁通观测器直接计算得到
相角控制
相角控制是通用电机速度控制 新简单 技术。通过TRIAC 点弧角 变动来控制速度。相角控制是非常经济 解决方案,但是,效率不太高,易于电磁干扰(EMI)。
这些导出值与参考值相互比较,并由PI控制器更新。
间接FOC:转子磁场 方向(Rotorfluxangle)是通过对转子速度和滑差(slip) 估算或测量而间接获得 。
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