中国******的微特电机产品发布平台
用户名: 密码: 注册
联系我们
免费注册 企业免费建站
新技术论坛 会员产品发布
TB6600QQ群:518848296   步进电机论文   TB62209FG技术支持  
步进电机     驱动器     控制器     马达IC     伺服电机     无刷直流电动机     微特电机文献     工控器件     运动控制新产品    
 当前位置:幸运飞艇官网--新产品供应信息--电机新产品
直流无刷电机取样(WTH)
2020年9月15日

直流电动机的电枢电流有重要意义,由于其正比于轴上转矩,往往作为电动机转矩的代表。无论对指示、控制,它都有着不可忽视的作用。电枢电流流过绕组与电路器件会发热,因此它又是电机与装置安全运行的重要参数。电流负反馈与过电流保护几乎是所有驱动装置不可缺少的环节,可见,电枢电流取样在电机驱动中是十分重要的。

1  无刷直流电机的工作简述

    无刷电机有矩形波驱动与正弦波驱动,本文讨论的是前者。图1示出三相星形接线方式的桥式线路,这是最常见的方式。

    图2示出其正常运行时的通电情况。U、V、n为转子位置传感器的输出信号。

  

    这里采用晶体管脉宽调制方式进行调压,以实现电机调速。图3为典型的方框图,这是一个具有电流负反馈与速度负反馈

    

    图4表示出电机处于(0度~60度)区间工作的晶体管桥(设ULT>O,电机正转)。

    设此区间WA与Wc通电(电枢电流从WA流人,由Wc流出),晶体管Vl、V3、V4与V6处于斩波工作状态,波形见图5。

    这里UIG为三角波电压魄与控制电压ULT相加后经比较器整形所得的方波电压,简化表示为UA+ULT,图中UA- ULT亦然。

    电机端电压UD及电流iD的波形也在图中示出。由图中可知电枢电压的脉宽正比于控制电压ULT。改变ULT的符号,UD、iD方向随之而变,这样便实现了调速。绕组的通电情况变换一次,斩波工作的晶体管也更换一次。各区间晶体管的导通情况见图2b。图中以阴影区表示晶体管工作时栅极施加U。+ULT,以虚线表示施加U - ULT。由于V4、V5、V6分别与V1、V2、V3同时处于斩波状态,但导通与截止情况正好相反,故图中以V1表示。注意,这仅表示斩波状态的关系。在非斩波状态,晶体管均处于关断,且UD的最大占空比不应达到预期。

    由于ULT>O.UiG= U4G= UA+ ULT,例如区间(-60度,60度),电枢电流iD流入WA。而Ulc=U4G= U△- ULT,如区间(120度,240度),iD自WA流出。其他绕组及晶体管的情况类似。晶体管的导通区间以及栅极施加的是UA+ULT还是U - ULT,只取决于转子空间位置叫f,即相对于电角的关系是固定的,各绕组的通电情况与电角的关系也是固定的。从而保证了定子绕组的合成磁势在空间始终超前(按转向)于转子磁场90度(实际上因换相而存在±30度的摆动)。

2通常所采用的电流取样方式

    在图2a中可以看到电机绕组WA。 WB。Wc轮流间断通电,电路上任何一点都不存在连续的电枢电流。电枢电流ID需要按时间顺序轮流取各相电流拼接而成。这可利用逻辑电路控制模拟开关实现。为解决电位隔离,在电机引线上各穿一个电流传感器(第三相电流可由另两相电流合成,以省去一个传感器),传感器的输出量正比于原方电流, 开关的输入量,将输出量叠加代表电枢电流的i用三选一模拟开关实现很容易。图6示出其逻辑电路,这也可用GAL实现。

当ULT>O  iD为正

当ULT<O  DIV iD为负<>

 

    这种取样方式目前被广泛采用。或者说几乎是无刷直流电动机的取样方式。电流值+判向”的取样方式

    这里提出另一种电流取样方式。

3.1  电流值的取得

    如果在电机引线串人反并二极管,并令同向二极管的连线同穿入一个电流传感器,见图7。由于任何时候按某方向穿图7在电流传感器上取得电枢电流值人(或穿出)电流传感器的导线只有一根,且必有一根流过电流,因此在传感器的副方得到连续的电流ia,其值与原方电流之比等于传感器的变比。这是代表电枢电流值的量,可直接用于电机电流与转矩指示,过电流保护。亦可在仅运行于第一象限的系统,即无势能负载且无快速制动的单向系统中用作电流反馈,在这种系统中电机转矩始终为正值,电流取样无需分辨其符号。

    对于4象限运行的系统,则要对取样电流进行判向。

    为取得数字量14、15、16,可在V4、V5、V6的源极回路串人低值电阻,在上面取出压降,经比较器处理为数字量(比较器参考端电位几乎为零,最小分辨电流可达数毫安),图8表示采用CD4086实现判向。

    ULT>O

    在区间(- 60度,+60度),iA>O,i4=0,则ⅣVi4=0

    在区间(60度,180度),iB>0,i5—0,则U Wis=0

    在区间(180度,300度),ic>0,i6—0,则y Ui6=0

    CD4086输出为“1”

    ULT<O< DIV>

    在区间(-60度,+60度),iA0,则ⅣVi4=1

    在区间(60度,180度),iBO,则U Wis=l

    在区间(180度,300度),ic<0,i6>0,则y Ui6=1

    CD4086输出为“O”

    对于电流指示以及不涉及电流反馈的控制,可取ULT的符号作为电枢电流的符号。这实际是以电流指令的符号代替电流符号。它与实际电流ia仅在时间上有极短暂的超前,但可免除不少逻辑上的处理。

    电机引线中所串入的反并二极管,其额定电流按电机可能出现的峰值电流选择。它们不承受反向电压,故可用低压二极管。

3.2两种取样方式的比较

    通常的电流取样方式是“搬动”电流传感器的副边电流,拼接而成为完整电枢电流的形式。而判向的方式实际是用二极管“搬动”主回路电流,使电流传感器副边出现连续的电流。后者电流值的取得极为简便,最突出的优点是所获得的电流波形的连续性很好,不存在波形拼接处的毛刺。这是它最可贵之处,也是通常方式所无法相比的。

    亦可不经合成而直接应用,图10表示以判向信号控制模拟开关。

    见图11,这里存在一个很窄的换相区。在换相区内,iA由ID降为零,同时i。由O增加为ID。按通常的取样方式需在换相区内切换所取用的电流。设在tl时刻切换,将取用的电流由i。更换为如,则在取样电流上便出现图中所示的毛刺。波形的切换如果发生在换相刚开始或换相将结束的瞬间,毛刺将更大。以上是按模拟开关为理想情况考虑的,实际上模拟开关的开通与关断也有个时间,这一点更不利于波形的衔接。而电流的值取样方式则不存在传 感器副边在换相区的硬性切换。它是将输入电机(或自电机输出)的所有相的电流加起来(在这点上它相似于有刷直流电动机的电流取样)。可以看到在换相区,自然就不存在毛刺了。

    这一方式的缺点是主回路要串入二极管,带来附加的压降与损耗。当电枢电流较大时,会造成很大的不便。另外还要进行判向与符号合成。

    这一电流取样方式适用于电枢电流不太大的电机,尤其适用于无需判向的场合。

    电流值判向的取样方式在我所生产的160LW无刷直流力矩电动机中首先采用。应用的时间尚不长,有待于在实践中逐渐改进,进一步完善。

    顺便指出,对于通常的电流取样方式中所存在的波形上的毛刺,建议采用与电流值取样类似的方法解决。

           有需要或想更多了解的朋友请与我联系

         联系人:王工     电话:18501531992


        





设为幸运飞艇官网   |   加入收藏   |   联系我们   |   站长留言   |   广告服务   |   友情链接   |   免费展示
网站实名:步进电机网 步进电机驱动器网 微特电机网 网站地图 新闻中心
版权所有:北京时代四维科技幸运飞艇官网
© Copyright y www.qj192.com
京ICP备11042559号

 

极速PK拾 极速快3 澳彩网彩票注册 上海时时乐 欢乐生肖 山东群英会 幸运飞艇官网 广西快3开奖 青海快3 快乐赛车