永磁無刷直流電機(jī)的控制電路主要完成位置信號的譯碼、驅(qū)動信號生成、PWM斬波信號控制、轉(zhuǎn)速檢測和控制，同時(shí)還具有過流保護(hù)、軟起動、正反轉(zhuǎn)控制等功能，它是無刷電機(jī)控制器的核心。

1、轉(zhuǎn)子位置信號譯碼

轉(zhuǎn)子位置傳感器發(fā)出的位置信號經(jīng)過光耦隔離得到寬度為180度電角度的方波信號，根據(jù)無刷電機(jī)正反轉(zhuǎn)的設(shè)置情況對位置方波信號采用不同的邏輯處理，使控制電路產(chǎn)生正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)所需要的驅(qū)動信號。

2、PWM斬波信號控制

永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與直流電壓成正比，通過控制PWM斬波信號占空比可以方便地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。一般采用RC振蕩電路或晶振電路產(chǎn)生鋸齒波，與轉(zhuǎn)速設(shè)定信號相比較生PWM斬波信號。

3、轉(zhuǎn)速檢測電路

永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測一般采用測速發(fā)電機(jī)或光電編碼器，但永磁無刷直流電機(jī)一般功率較小，不宜在軸士安裝轉(zhuǎn)速傳感器。通常利用轉(zhuǎn)子位置傳感器的信號檢測轉(zhuǎn)速，電機(jī)每轉(zhuǎn)對應(yīng)P個(gè)方波脈沖，因此方波信號的頻率與電機(jī)的速度成正比。可以利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器測速電路檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速。電機(jī)位置傳感器的脈沖信號送到觸發(fā)器輸人端TR，其上升沿使觸發(fā)器輸出Q端產(chǎn)生等寬等高的脈沖，再經(jīng)過RC低通濾波器后輸出個(gè)直流電壓，該電壓幅值正比電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即為電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號。這種測速方法只適用于電機(jī)轉(zhuǎn)速校高的場合，且轉(zhuǎn)速檢測精度較低。此外，還可根據(jù)位置傳感器信號的特點(diǎn)和單片機(jī)的運(yùn)算功能實(shí)現(xiàn)測速，以提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測精度，使無刷直流電機(jī)的速度控制更加靈活。常用的測速方法有三種，分別為T法、M法和M/T法。

永磁無刷直流電機(jī)控制電路

T法是通過霍爾信號兩個(gè)相鄰球沖的時(shí)間聞隔來確定轉(zhuǎn)速的，該方法適合于速度比較低的場合，當(dāng)轉(zhuǎn)速校高時(shí)，其準(zhǔn)確性較差。假設(shè)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率為f，無刷直流電機(jī)極對數(shù)為p，霍爾信號相鄰兩個(gè)脈沖內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為N，則對應(yīng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速為n=60f/（Np）。

M法是利用一段固定的時(shí)間間隔內(nèi)霍爾信號的脈沖數(shù)來確定轉(zhuǎn)速的，其性能點(diǎn)正好與T法相反比，比較適于高速場合。假設(shè)定時(shí)時(shí)間為T，該時(shí)間段霍爾信號計(jì)數(shù)為N，則對應(yīng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速為n=60N/（Tp）。

M/T法則集中法了T法和M法的優(yōu)點(diǎn)，低速階段采用T法測速，高速階段采用M法測

速，從而在整個(gè)速度范圍內(nèi)都有較好的準(zhǔn)確性。

4、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

直流電機(jī)可以通過改變磁楊的方向和電樞電壓的極性改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向，但這在永磁無刷直流電機(jī)中不適用。在永磁無刷直流電機(jī)中，可以通過改變電樞繞組的導(dǎo)通順序來改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。

5、電機(jī)的起動

永磁無刷直流電機(jī)起動時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為零，即繞組感應(yīng)電動勢為零，直流母線電壓全部加在繞組阻抗上，導(dǎo)動起動電流很大，危及電機(jī)和控制器的安全運(yùn)行，故一般采用限流起動。

6、變結(jié)構(gòu)控制的實(shí)現(xiàn)

無刷直流電機(jī)的本體結(jié)構(gòu)與調(diào)速永磁同步電機(jī)相同。永磁無刷直流電機(jī)具有起動性能好、調(diào)速方便、動態(tài)特性優(yōu)良的特點(diǎn)；調(diào)速永磁同步電機(jī)具有轉(zhuǎn)速精確、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。因此可以采用變結(jié)構(gòu)的控制方法使電機(jī)有這兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，即電機(jī)低速起動或調(diào)速過程中，采用無刷直流電機(jī)運(yùn)行方式，提高系統(tǒng)的動態(tài)性能；在電機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)速穩(wěn)定區(qū)域后，則采用同步電機(jī)運(yùn)行方式，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與供電頻率同步，使其具有高的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度。用轉(zhuǎn)子位置傳感器信號檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速，一旦電機(jī)失去同步，馬上轉(zhuǎn)換為無刷電機(jī)運(yùn)行方式，重新將轉(zhuǎn)子拉入同步。

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