一、控制BLDC速度转动
1.方法1:构建控制电压的控制器
方法二:使用PWM
以下是两种pwm施工方法:
一、控制BLDC速度转动
1.方法1:构建控制电压的控制器
首先,建立霍尔传感器获取电机的角位置和速度,将转子内的区域划分为六个风扇区域。霍尔传感器不会提供转子的具体位置信息,但可以检测转子何时从一个风扇区域转移到另一个风扇区域。事实上,只要你知道位置信息,你就可以改变电机的方向,此时你不知道如何改变A/B/C哪两个需要换向逻辑,三相逆变器开关由此逻辑确定,如下图2所示
换向逻辑与三相逆变器的相互作用
首先是转向逻辑A、B、C分别代表A相,B相,C相,而H、L它代表三相逆变器中的高压侧和低压侧。如上述第一个逻辑为1万,则打开A相高压侧和C相低压侧开关,如下图所示:三相逆变器可通过换向逻辑旋转能量电机
控制速度
以上已完成电机旋转的基本控制,但仍不能达到既定目的的速度,改变速度将改变电压大小,因此我们需要控制电压大小,我们可以采用适当的闭环控制,通过期望速度和实际速度的差异pid控制器调整,控制电压使电机运行速度达到预期速度,这部分基本上属于算法控制,包括霍尔传感器的六个逻辑控制。
扭矩响应的波动是BLDC分析梯形控制的缺点之一:
可以看三相电流,随着A/C当相磁场和电流增大,达到峰值时,突然断开,将电流转移到B相,如下图所示:
由于A相突然断相,图中红线变为0,绿线开始跳变,蓝线也开始跳变。可以看出,它们大约是峰值的一半。这是因为B/C当两个地方的场强达到50%时,我们可以在实际应用中看到三相电压的峰值,称为感应反激
整体模型如下:
方法二:使用PWM
在实际应用中,我们通常使用恒定的直流电压源,而不是上述理想的可调电压源PWM控制变得非常必要,首先要了解PWM是什么:
PWM脉冲宽度调制的全称pulse width modulation,如上图所示,它以方波信号的形式,并以频率重复自己。一个周期是从一个上升到下一个上升为一个周期。占空比是指一个周期内第一个上升到第一个下降的区域占一个周期的大小。上图为50%,空比也可以说是在给定的周期内pwm打开信号的时间百分比
如下图所示:如果给定的电压范围为0~100V如果将占空比设定为50%,则平均电压为50V
需要注意的是,在选择中pwm频率不能太低,否则电压不是平均电压,而是方波电压,导致速度无法跟上设定速度,电机会加速、减速,相反,我们将频率设置在合理的地方,然后电压平均,提高调速性能,具体状态分析如下图1、2
图1 频率过低时
图2 频率合理时
黄色纹波在中间是因为pwm打开会产生的纹波效应,通常BLDC使用频率一般为几千赫兹,应远大于电机时间常数的倒数
3、下面就是两种pwm的构建方法:
- 模型如下:
区别于第一种理想电压调节的方法的模型图,该模型增加了一个buck converter (降压转换器)实现pwm控制,这个模块就是用于电压调节控制,以改变电机速度
这是一种pwm和降压变换器相互配合为三相逆变器输入所需直流电压
2、这是第二种方式,直接调制相电压,模型如下
在这里,pwm直接位于换向逻辑子系统中,pwm发生器根据转子所在的扇区通过脉冲方式开启或关闭,以确保正确的相电压输出
过程如何我们可以直接运行模型观测各数据点数据图形可以看出。