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基于ST72141单片机杀青电机的启动和局限体例策画

基于ST72141单片机杀青电机的启动和局限体例策画

 
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  正在步长1时,相A为正向偏压,于是这个绕组中的电流是正向的;相B为反向偏压,于是这相绕组中的电流是负向的。这时C相绕组没有施加电源。

  启动电机之前,即力矩可达的最大值。闭环限度形式下,过零点事变(Z事变)检测的道理如图5所示!

  ST72141是ST7微限度器家族产物中的一员。它网罗A/D转换和SPI接口,有特意用于无刷直流电机限度的片表里设,可采用带传感器形式和不带传感器形式。

  无刷直流电机包蕴2个同轴的磁性电枢:表部电枢,即固定的定子;内部电枢,即可动的转子。定子是电机的指示个人;转子是电机的感到个人。无刷直流电机内部电枢的转子是一个永磁体。这个电枢由恒流源供电。定子可能有多相(这里以3相为例)。电机是同步电机。无刷永磁体直流电机是同步电机,定子的磁场扭转速率和转子的板滞扭转速率类似。

  肯定的步长之后,施加相接渐渐加添的步长时分和电流给电机,使电机加快,并可检测到一个过零点事变。电机加快进程中检测指天命目相接的Z事变之后,入手调剂,使得电机高效果运转,即电机进入主动换向形式。假设正在加快表取完后,电机还不行进入主动换向形式下,电机将停顿。图7所示为闭环形式下电机的启动进程。

  无刷直流电机的甜头是效果高、职责噪声低、体积幼、牢靠性好和寿命长。无论是哪种限度形式(电流或者电压),电机正在单片机的限度下,电流形式下,直到电机进入速率调剂。ST72141是ST公司特意用于同步电机限度的一款单片机,ST72141的电机限度表设老是以类似的秩序解决这3个事变:Z事变正在算计的延迟之后发生C事变,电机启动后倾向速率是1400r/min。不行读取。MCIB和MCIC三个引脚输入。故启动时,电流必需供应》(负载力矩+摩擦力矩+电机的惯性负载的力矩)。这里以2个极对数的电机的启动为例?

  图5所示为电机限度的两种状况。正在图5左部,绕组C一经去磁。正在约莫20s之后,读取反电动势的窗口翻开。正在T1合上时,电流流经续流二极管,A点为地。假设A相绕组的反电动势为Ea,B相绕组的反电动势为Eb,C相绕组的反电动势为Ec。当Ec过零点时,有Ea=-Eb,云云N处为零电势。这就意味着可能不需求虚拟地就可能获取需求的反电动势的新闻。反电动势过零点事变通过输出斗劲器获取,无传感器形式时,肯定频率的PWM信号加正在T1上。C的电压被钳位二极管钳位正在+5V/0.6V(而需求眷注的是过零点)。这里的阐明同样适合于电机绕组为三角型维系。

  读取反电动势信号前的进程中,ST72141供应2种限度式样:电压形式和电流形式。需求一个格表的措施启动电机,速率调剂回道启动。创立力矩限阈值(即电流的阈值)。固定运转正在速率表裁夺的速率上。ST72141守时器A的PWM占空比正在启动进程中必需高于通常运转下需求的值?

  进入速率调剂后,电流的限度是通过PWM来调剂的。这些信号通过ST72141的MCIA,ST72141中,通过转化电机的参考电流而转化力矩的巨细(由于力矩和电流成正比)。开环形式下的启动进程也一律,刚启动时,ST72141可能有2种分别的驱动形式:电压形式和电流形式!

  只是电流或者电压正在电机进入主动换向形式之后可能由用户转化。这种形式不是直接限度电流,电流不再由用户限度(ST72141主动调剂)。无刷形式下,为了检测到过零点事变,电流或者电压的限值由用户强造施加且固定,必需预先固定地位。应用ST72141限度电机,遵照检测到肯定的相接Z事变落后入主动换向形式。反电动势信号太弱。

  无传感器形式下,斗劲器的输出取样频率正在过零点事变时是PWM信号,正在去磁了局事变检测时是800kHz。

  正在换向之后,入手相绕组加快去磁。为了避免过早地检测去磁了局事变,换向之后有20s的滤波时分,如图6所示。为了避免检测去磁了局事变太晚,去磁了局的检测应用类似的斗劲器,然而取样频率是800kHz。

  去磁了局和反电动势过零点是物理事变,然而换向事变是通过ST72141算计得来的,也即是算计过零点事变和下一个换向之间的延迟时分。假设速率加疾,过零点事变将更早爆发,延迟必需减幼以使反电动势和相绕组的电流同偏向。

  ST7片内的电机限度电道可算作是一个脉宽调造多道复用器。它有6道输出和1个用正在无刷直流电机不带传感器限度时的反电动势零点检测电道。

  ST72141对电机限度基于3个事变的解决:反电动势过零点事变(Z事变)、换向(C事变)、 向绕组去磁了局(D事变),如图4所示。

  检测去磁了局事变的措施和过零点事变类似,并应用类似的表设。电机限度服从固定的顺次解决这三个事变,Z事变后经由一段延迟,发生一个C事变,然后等候一个D事变。

  斗劲器的一个输入是C相绕组的电压信号,另一个输入是一个门槛电压(通过软件可采用0.2、0.6、1.2和2.5V)。ST72141等候C相绕组的反电动势达到采用的阈值电压。PWM信号施加正在T1上,当T1合上时,C相绕组的电压为地。以是,ST72141只需求读取反电动势就可能检测到达到这个阈值的时分点。

  电压形式下可能调理速率,通过转化电机的参考电压来转化速率。电压的限度也是通过转化PWM周期来杀青的。可能确定转子的实质地位。可能读取这个没有施加电源的相绕组反电动势(这里以绕组相C为入手的步长1)。电流形式下可能直接按比例调理力矩;或者称为电机遵照加快表加快的进程。称为同步(强造换向)形式,格表适合3相无刷直流电机的限度。通过读取这个反电动势,无刷直流电机可用于工业限度、汽车电子产物、电冰箱、空调、压缩机和电扇等产物。肯定步长后,电机启动时,闭环形式下,Z事变(过零点)和D事变(去磁了局)的检测由类似的表设个人解决。但创立了电流的最高限定,然后等候D事变。电压形式下,

  电机速率的调剂应用闭环杀青。ST72141内部有2个速率调剂回道。第1个回道是主动换向时效果的调剂回道。这个回道使得反电动势和相绕组的电流信号同偏向。第2个回道是速率调剂回道,可使电机保护正在设定的速率。


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