关 闭

新闻中心

EEPW首页 > 工控自动化 > 设计应用 > LPC2141的无刷直流电机控制系统设计

LPC2141的无刷直流电机控制系统设计

作者:时间:2010-02-02来源:网络收藏
1 概 述

无刷是最常用的无刷。它易于驱动,速度可调且工作寿命长,适用于各类大小型工业应用,诸如小型马达的控制(如12 V无刷)。

是NXP公司推出的嵌入高速Flash闪存的32位ARM微控制器,具有高性能、小体积、低功耗、片上可选择多种外设等优点,应用范围很广。包括多个32位定时器、10位ADC和PWM输出功能,通过匹配PWM定时器的输出,可以适合于各种工业控制;芯片上集成USB,可以通过USB接口连接PC GUI(图形用户界面)软件,方便地控制电机。

本文基于的无刷电机,包括NXP公司完整的电机解决方案(NXP公司的ARM微控制器、MOSFET驱动器、MOSFET等)。无刷直流电机框图如图1所示。


2无刷直流电机原理

无刷直流电机由永磁转子和三相定子组成,如图2所示。无刷直流电动机不使用电刷换相,而是采用电子换相。通常,3个霍尔传感器用来检测转子位置,通过检测这些传感器的不同时序来换相。


无刷直流电机控制(Brushless DC Motor Control,BLDC)马达,比传统的有刷直流电动机和三相异步电动机有更多的优势,提供更长的使用寿命,具备更好的速度与转矩特性、更低的噪声和更宽的速度范围。此外,由于电机的扭矩较大,对于矢量空间和重量起关键因素的场合更加实用。

在无刷直流电机中,电磁场不旋转运动,而永磁旋转,三相定子绕组保持静态。这可能会产生一个问题,如何传递电流给运动的转子。为了解决这个问题,电刷换向器被智能电子控制器所取代。有刷直流电动机中该控制器也执行相同的功率分配,但使用的是电路控制,而不是一个换向器/刷系统。

电动机的速度和扭矩取决于带电绕组电机所产生的磁场的强度,磁场的强度又取决于通过的电流大小。因此,调整转子电压(或电流)将改变电机转速。

3无刷直流电机的控制

3.1转子的控制

无刷直流电机的驱动必须考虑在转子的不同位置施加不同的电压,即必须正确控制三相绕组系统的电压相序,以便使定子磁场和转子磁场之间的相角度始终接近90°,从而获得最大的扭矩。因此,控制器需要一些控制策略来确定转子的方向/位置(相对于定子线圈)。

使用霍尔传感器来直接测量转子的位置(也有一些应用中使用旋转编码器,或者在驱动线圈中使用反电势的方式)。当一个传感器输出180°电角度的高电平时,其他传感器输出180°的低电平。3个传感器两两有60°相角度差,因此很容易将传感器的轮换分为6个阶段(通过3位二进制代码表示)。图3为三相桥电机驱动结构图。表1则显示了三相霍尔传感器输出电平值和实际的电机绕组MOS管驱动换相之间的关系。



霍尔传感器相关文章:霍尔传感器工作原理


霍尔传感器相关文章:霍尔传感器原理

上一页 1 2 3 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭