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所用的起動(dòng)方法是兩相導(dǎo)通三相六狀態(tài)的控制方式，先開(kāi)環(huán)升頻升壓加速起動(dòng)，在馬達(dá)達(dá)到一定速度時(shí)然后反電勢(shì)閉環(huán)。問(wèn)題出在開(kāi)環(huán)加速過(guò)程中，由于馬達(dá)型號(hào)的不同和負(fù)載的變化，時(shí)常會(huì)發(fā)生起動(dòng)失敗的情況。
對(duì)于無(wú)霍爾BLDC起動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)做法一般是定位－－開(kāi)環(huán)加速－－切換到閉環(huán)。但是我一直不太想用這種方法，因?yàn)檫@種方法起動(dòng)不夠平穩(wěn)和快速，而且似乎也不能避免反轉(zhuǎn)。我觀察過(guò)一個(gè)商業(yè)電調(diào)的三相端電壓波形，發(fā)現(xiàn)它就沒(méi)有經(jīng)過(guò)定位和開(kāi)環(huán)加速的環(huán)節(jié)，而是直接進(jìn)入閉環(huán)的，因?yàn)樗饎?dòng)階段的幾個(gè)周期的長(zhǎng)度是隨機(jī)的。如果有定位和開(kāi)環(huán)加速，起動(dòng)階段的幾個(gè)周期長(zhǎng)度應(yīng)該是固定不變的。而且該電調(diào)起動(dòng)非常平穩(wěn)和可靠，所以我也一直想做出這種效果來(lái)。
但是我用這種方法的結(jié)果是容易反轉(zhuǎn)，主要是由于轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的初始位置不好確定。在一些資料中看到過(guò)一種比較可行的方法是所謂的變感檢測(cè)法，但是這種方法需要能夠檢測(cè)電流，而一般電調(diào)的面積很小，很難有空間放置電流采樣電阻，我現(xiàn)在的電調(diào)板上也沒(méi)有，所以只能另想它法。也試過(guò)強(qiáng)制定位、強(qiáng)制換向等方法，都不能徹底解決反轉(zhuǎn)的問(wèn)題。至于兄臺(tái)所說(shuō)的速度不能太低的問(wèn)題，看來(lái)兄臺(tái)也是在PWM ON期間對(duì)反電動(dòng)勢(shì)采樣？理論上說(shuō)，在PWM OFF期間采樣可以解決轉(zhuǎn)速不能太低的問(wèn)題，但我還沒(méi)試過(guò)，因?yàn)槲矣X(jué)得要那么低的速度好象也沒(méi)什么用？
首先,根據(jù)負(fù)載的不同,啟動(dòng)肯定是會(huì)有區(qū)別的,傳統(tǒng)的開(kāi)環(huán)步進(jìn)啟動(dòng)只適用于固定負(fù)載,在調(diào)試好啟動(dòng)參數(shù)之后才能很好的運(yùn)行,但是當(dāng)負(fù)載變重,慣性變大,啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)會(huì)滯后,直接后果就是啟動(dòng)電流過(guò)大或者啟動(dòng)失敗,卡轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn).但是采用小功率啟動(dòng)(低PWM)又有可能很難進(jìn)入步進(jìn)鎖定狀態(tài),所以如果想擺脫傳統(tǒng)的開(kāi)環(huán)步進(jìn)啟動(dòng),以及根據(jù)不同的負(fù)載頻繁的調(diào)試啟動(dòng)參數(shù)等等的麻煩,就必須有一種與負(fù)載無(wú)關(guān)的啟動(dòng)策略.我試驗(yàn)過(guò)很多啟動(dòng)方法,在這個(gè)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法。只要程序?qū)懙谋容^穩(wěn)定,采用大功率啟動(dòng)(高PWM)根本就不需要啟動(dòng)算法,直接就可以自動(dòng)鎖入閉環(huán),而且很快,即使是較重負(fù)載也可以成功(比如帶盤片負(fù)載的硬盤電機(jī)),但是有前提條件,第一,程序中必須有強(qiáng)制換相策略,也就是一段時(shí)間沒(méi)有檢測(cè)到反電勢(shì)過(guò)零就強(qiáng)制換相(強(qiáng)制換相閘門時(shí)間跟負(fù)載有一定關(guān)系,但是沒(méi)有步進(jìn)參數(shù)那么難以調(diào)試)第二,很重要的一點(diǎn),程序中必須對(duì)換相時(shí)間有一個(gè)積分環(huán)節(jié),因?yàn)槠鹗嘉恢檬俏粗?每一次錯(cuò)誤的換相都會(huì)影響換相電角度的計(jì)算,因此必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)對(duì)這個(gè)時(shí)間進(jìn)行一個(gè)濾波,讓它沒(méi)有那么大的跳變,以至于誤差更大.
但是后來(lái)我發(fā)現(xiàn)這種啟動(dòng)雖然很穩(wěn)定,沒(méi)有反轉(zhuǎn),但是過(guò)于迅速,在啟動(dòng)的一段很短的時(shí)間內(nèi)電流很大,對(duì)漿,對(duì)電路,對(duì)電機(jī)都不好
所以我在我的新的電調(diào)方案中采用了一種低PWM(大約1V即可,即10%左右的PWM)啟動(dòng)策略,這種方法類似于閉環(huán)狀態(tài),所以擁有很平滑的啟動(dòng).
A_high
無(wú)傳感器BLDC驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
來(lái)源：－－作者：－－瀏覽：200時(shí)間：2016-08-10 14:18
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近年來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上電動(dòng)車使用的電機(jī)主要有三種：有刷電機(jī)、有位置傳感器無(wú)刷電機(jī)和無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)。使用有刷直流電機(jī)容易解決換相問(wèn)題，但是噪音大，而且碳刷容易磨損或損壞，這會(huì)增大維護(hù)、維修難度，增加使用成本；使用有傳感器無(wú)刷直流電機(jī)容易確定轉(zhuǎn)子位置，解決換相問(wèn)題，但卻增大了電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和安裝難度，也增加了成本，并且傳感器容易損壞，導(dǎo)致電機(jī)的使用壽命縮短；無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)換相雖然在技術(shù)上有難
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上電動(dòng)車使用的電機(jī)主要有三種：有刷電機(jī)、有位置傳感器無(wú)刷電機(jī)和無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)。使用有刷直流電機(jī)容易解決換相問(wèn)題，但是噪音大，而且碳刷容易磨損或損壞，這會(huì)增大維護(hù)、維修難度，增加使用成本；使用有傳感器無(wú)刷直流電機(jī)容易確定轉(zhuǎn)子位置，解決換相問(wèn)題，但卻增大了電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和安裝難度，也增加了成本，并且傳感器容易損壞，導(dǎo)致電機(jī)的使用壽命縮短；無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)換相雖然在技術(shù)上有難度，但在成本和壽命上更容易滿足消費(fèi)者需求。
綜合以上特點(diǎn)，本文討論的方案選擇了性價(jià)比較高的無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)，以HT46R6?為主控芯片，用反電勢(shì)法(back eleCTRomotive force)實(shí)現(xiàn)電機(jī)正常換相，軟硬結(jié)合，使電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)，從而提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。
系統(tǒng)工作原理
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，主要由MCU、直流無(wú)刷電機(jī)、LCD液晶顯示屏、鍵盤、電源、時(shí)鐘等模塊組成。其中MCU采用臺(tái)灣HoLTEk公司生產(chǎn)的HT46R6?微處理器，以它作為系統(tǒng)核心，連同一些外圍硬件，并配合軟件共同控制直流無(wú)刷電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)良性能。例如通過(guò)MCU指令控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、剎車或制動(dòng)等。根據(jù)電機(jī)所轉(zhuǎn)圈數(shù)計(jì)量行程，并以數(shù)字形式呈現(xiàn)在液晶屏上，通過(guò)鍵盤操作方便查看行程以及其它系統(tǒng)信息。電源模塊主要用于在不需要顯示時(shí)切斷相應(yīng)部分電路，同時(shí)保存關(guān)鍵信息，以降低系統(tǒng)功耗。
圖1：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
由圖1可以看出，本驅(qū)動(dòng)控制器的主要功能大致分為三個(gè)部分：電機(jī)部分、行程計(jì)量以及LCD顯示，本文主要圍繞無(wú)傳感器電機(jī)的換相問(wèn)題展開(kāi)。
1. 反電勢(shì)換相原理
霍爾傳感器在電機(jī)中使用廣泛，帶位置傳感器直流無(wú)刷電機(jī)就是靠霍爾傳感器來(lái)確定轉(zhuǎn)子位置，以使定子各相繞組順序?qū)▽?shí)現(xiàn)換相；而無(wú)傳感器直流無(wú)刷機(jī)則是利用電子線路代替位置傳感器(圖2)，通過(guò)檢測(cè)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)來(lái)確定轉(zhuǎn)子位置，實(shí)現(xiàn)換相，下面以星形繞組為例進(jìn)一步說(shuō)明。
圖2：用電子線路代替?zhèn)鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)框圖。
電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中要經(jīng)過(guò)6次換相，每次換相時(shí)總有一相繞組未通電，此時(shí)可以在該相繞組端口檢測(cè)到繞組產(chǎn)生的反電勢(shì)，反電勢(shì)在60°電角度內(nèi)是連續(xù)的。由于電機(jī)的規(guī)格、制造工藝有差異，導(dǎo)致相同電角度的反電勢(shì)值不同，如果要通過(guò)檢測(cè)反電勢(shì)的數(shù)值來(lái)確定轉(zhuǎn)子位置，難度非常大，因此必須找到該反電勢(shì)與轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系，才能確定轉(zhuǎn)子位置。由圖3可知，反電勢(shì)在60°的電角度過(guò)程中總有一次經(jīng)過(guò)坐標(biāo)橫軸(過(guò)零點(diǎn))，而此處的電角度和下一次換相點(diǎn)的電角度正好相差30°，故可通過(guò)檢測(cè)反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)，再延時(shí)30°換相。本設(shè)計(jì)是從被檢測(cè)相斷電開(kāi)始計(jì)時(shí)等待反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)，再延時(shí)等待相應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)換相。
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