無(wú)刷直流電機(jī)如何控制？

高功率無(wú)刷電機(jī)必須由PWM控制，并要求微控制器提供啟動(dòng)和控制功能。那您了解PWM 在無(wú)刷直流電機(jī)控制中的作用嗎？

當(dāng)選擇或開(kāi)發(fā)使用脈寬調(diào)制（PWM）驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)的電子設(shè)備時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)面臨挑戰(zhàn)。注意一些基本的物理現(xiàn)象，可以避免意外的性能問(wèn)題。本文為PWM驅(qū)動(dòng)器與無(wú)刷直流電機(jī)配合使用提供了通用指導(dǎo)。

無(wú)刷直流電機(jī)的換向

有刷直流電機(jī)使用機(jī)械換向，無(wú)刷直流電機(jī)與此不同，采用電子換向。這意味著電機(jī)的相位，根據(jù)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置依次通電和斷電。對(duì)于三相無(wú)刷直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器由六個(gè)電子開(kāi)關(guān)（通常為晶體管）組成，通常稱為三相H 橋。此配置允許三個(gè)雙向輸出，為電機(jī)的三相通電。

按特定順序打開(kāi)和關(guān)閉晶體管，使電機(jī)各相通電，以確保定子與轉(zhuǎn)子磁鐵感應(yīng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)保持****方向。

電機(jī)可以采用廣泛使用的六步梯形換向驅(qū)動(dòng)，也可以通過(guò)操作實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的矢量控制，也稱為磁場(chǎng)定向控制（FOC），具體取決于電子設(shè)備的復(fù)雜程度。

無(wú)刷直流電機(jī)的PWM調(diào)節(jié)

在有刷或無(wú)刷直流電機(jī)中，應(yīng)用的工作點(diǎn)（速度和扭矩）可能會(huì)有所不同。放大器的作用是改變電源電壓或電流，或兩者都改變，以實(shí)現(xiàn)期望的運(yùn)動(dòng)輸出。

改變電壓或電流通常有兩種不同的方式：

·線性放大器；

·斬波器放大器。

線性放大器通過(guò)改變電壓或電流，來(lái)調(diào)整傳遞給電機(jī)的功率。未輸送至電機(jī)的功率被耗散。因此，需要一個(gè)大型散熱器來(lái)耗散功率，從而增大放大器的尺寸，使其更難以集成到應(yīng)用中。

斬波放大器通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉功率晶體管來(lái)調(diào)節(jié)電壓（和電流）。它的主要優(yōu)點(diǎn)是在晶體管關(guān)閉時(shí)可以節(jié)省電源。這有助于節(jié)省應(yīng)用的電池壽命，減少電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量，并允許使用尺寸更小的電子設(shè)備。大多數(shù)情況下，斬波放大器都使用PWM方法。

PWM 方法包括在固定頻率下改變占空比，以將電壓或電流調(diào)整到期望的目標(biāo)值內(nèi)。請(qǐng)注意，與其它方法相比，PWM 斬波電流的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)頻率是一個(gè)固定參數(shù)。這使得電子設(shè)計(jì)師更容易過(guò)濾電磁噪聲。當(dāng)PWM 晶體管占空比為**** 時(shí)，施加到電機(jī)上的電壓為母線電壓。當(dāng)晶體管占空比為50% 時(shí)，施加在電機(jī)上的平均電壓為母線電壓的一半。當(dāng)晶體管占空比為0% 時(shí)，不會(huì)向電機(jī)施加電壓。