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无刷电机驱动IC板的无传感器和电感制造

看看电路板的机械尺寸和电气参数。尺寸10cm x 8cm,最大输入电压28v(可改为45v输入),额定输入电压为24v,推荐工作电压为24v,最大电流设计为30A,由于输出5.08插头的最大耐压为15A,因此,建议工作电流为10A 安全左右, 所以额定功率250W。

无刷电机驱动IC板

板材设计的初衷是学习板,因此在板材上预留了更多的资源,方便二次开发。

1、 可通过硬件切换,实现不敏感、感应驱动。

2、 板上预留串口,USB-TTL方便FOC上位机调试。

3、 为了方便下载调试,保留了SWD接口,不添加20 Foot的JTAG接口。

4、5键用作键速调节功能键,按键为丰田前面板按键,手感和使用寿命均优于市面上的按键。

5、 一种滑动变阻器,作为模拟量输入,控制速度。

6、OLED显示界面,调试时操作更方便直观。

7、 四个测试点,方便用示波器观察驱动波形。

你可以翻到我的文章bolg的,关于无刷电机的性能和优点都非常清楚,我就不介绍无刷电机的功能了,在硬件和软件方面,让我简单谈谈,方便大家了解。

无刷电机硬件非常简单,MCU、驱动IC、H桥电流采样。主要是这些部分,可能做得更多,我觉得这些事情没什么可说的,让我把它介绍给大家H桥和开车。

无刷电机的控制其实已经非常成熟了,同样是一百年的H桥电路,可以在网上找到它,无论是由飞机模型电机还是工业电机驱动IC,它都是同一个H桥,H桥MOS主要决定了驱动功率,在模型飞机上要求PCB的面积都比较小, 所以在选择MOS小封装时会选择上,大功率,我通常选择DFN3.3x3.3或DFN5X6的,这里是硬件设计的一个难点,在成本控制的前提下,又要保证PCB的面积和性能,对工程师布线的要求很高。其他影响功率的因素有PCB板的铜厚、MOS散热条件等。工业应用将使用大功率MOS、IGBT或晶闸管等功率器件。

驱动IC没有什么特别之处,唯一的要求就是稳定、稳定、稳定。保证有效输出,方案可靠稳定,要求所有控制等级安全可靠,特别是电机控制,无差错。

这是驱动IC方案和H桥电路,我们的计划与此类似。

驱动IC的H桥方案

软件相当精彩,一两句话都无法解释清楚它的精髓。软件主要分为有感和无感,两者在启动方式上主要不同,其他地方相似。

电感式无刷换向逻辑:

不同绕组的上电切换,这必须在转子转动到位时完成,即换向必须按时进行。换向控制是保证直流电机正常运行的基础,无刷直流电机带霍尔传感器,一般安装3A霍尔传感器,间隔60和120分布周长。如果间隔60,则输出波形60电学角度不同。如果间隔120,则为3 霍尔传感器的输出波形120度角不同,输出信号的高低电平分别占180度,以120以霍尔位置传感器为例,三相无刷直流电动机的反电动势与传感器输出信号的相位关系。A厅。HALL-B,HALL-C 是三个霍尔传感器在电机运行中的波形,EMF-A、EMF-B、EMF-C 是电机的反电动势电压波形。

电机驱动IC电压波形

从图片可以看出,直流无刷电机的反电动势为平台的正负半波120梯形波,三相差120度。三个位置传感器的电角度间距(120度)等,通过霍尔传感器信号的检测,通过功率mos或IGBT使功率开关实现换向,依次为电枢绕组通电,从而在定子上产生跳跃旋转磁场,带动永磁转子转动,位置传感器的输出信号不断变化, 电枢绕组的通电状态相应变化,使导体在某一磁极下的电流方向保持不变,这就是直流无刷电机的非接触式换向过程。

无刷电机调速方式:

对于无刷电机,其电动势的平衡方程为:

无刷电机驱动IC方程

所以,忽略电枢电阻和电源开关电压降,无刷直流电机的转速只与电枢电压和磁场强度有关,其调速方法包括调压和弱磁调节,类似于直流有刷电机调速。其中,调压和调速可以通过利用额定励磁实现额定转矩输出,因此适用于恒转矩负载基本转速范围内的调速,且该方法实施简单。

直流无刷电机的电压和调速方案包括:

1.晶闸管移相电压调节,DC/DC电压调节和脉冲宽度调节的转换电路PWM技术。

晶闸管移相电压调节

如果系统是交流供电的,整流电路需要得到直流母线电压,这里,晶闸管可以形成可控的整流桥,通过相位调制来调节直流母线的电压。

驱动IC的PWM电路技术

直流/直流转换器电压调节

如果系统是直流供电的,可以采用变温器的DC/DC稳压器,电压和调速的原理如下,图中的变换器可以调节电枢电压,达到无刷直流电机调速的目的,换向电路及时切换通电绕组,使电机转动。

直流转换器电压调节

举个简单的例子,一个功率晶体管串联在连接的直流母线上,用来调节控制器的直流电压,功率管可以在放大状态下工作,控制器的电压可以连续变化。

PWM 换向电压调节

电压和速度调节最常用的方法是脉宽调制,PWM技术。

PWM技术可以有效抑制谐波,在频率上,在效率上有明显的优势,逆变电路的技术性能和可靠性都有明显提高,采用PWM逆变器组成,输入是恒定的直流电压,可以在同一逆变器中通过PWM技术,既实现了调压又实现了调频,因为这种逆变器, 只有一个可控的功率级,主电路和控制电路的结构简化,体积小,重量轻,可靠性高。

PWM换向电压调节

输出电压的平均值与占空比成正比,所以在调整频率时,不要改变直流电压幅值,而改变输出电压脉冲的占空比,也可以达到变频和变电压的效果,但在实际使用中,频率是固定的,通过调整占空比, 可实现电压和调速。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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创建时间:2022-06-15 14:17