無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的換相方式研究
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2．1 電路構(gòu)成
本設(shè)計(jì)采用方案包括3個(gè)分壓電路、3個(gè)恒零相移濾波電路和3個(gè)線電壓比較器，如圖3所示。其特征在于3個(gè)分壓電路分別由兩個(gè)電阻R1、R2串聯(lián)，其R1的一端作為輸入端分別無(wú)刷直流電機(jī)的三相電機(jī)線連接，R2接地，R1、R2的連接點(diǎn)作為輸出端，分別與相應(yīng)線電壓比較器的正確輸入端連接；3個(gè)恒相移濾波電路分別由兩個(gè)電阻R3、R4，兩個(gè)電容C1、C2和一個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成。電容C1并連接于分壓電路R2。電容C2的一端與運(yùn)放的正輸入端連接并與電容C1的一端連接，另一端與運(yùn)放的負(fù)輸入端連接。電阻R4的一端與運(yùn)放的負(fù)輸入端連接，另一端接地。3個(gè)線電壓比較器的正輸入端分別與相應(yīng)分壓電路的輸出端連接，而負(fù)輸入端分別與相鄰分壓電路的輸出端連接。各線電壓比較器的輸出分別作為電機(jī)的換相信號(hào)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/161930.htm
2．2 電路分析
本設(shè)計(jì)與以往技術(shù)相比，由于采用了不隨電機(jī)轉(zhuǎn)速變化的恒零相移濾波電路，無(wú)需相移校正，而送到比較器正負(fù)端的電壓是兩路沒有相移的端電壓，無(wú)需構(gòu)建虛擬中性點(diǎn)。比較器檢測(cè)到的是線電壓的過(guò)零點(diǎn)，這個(gè)過(guò)零點(diǎn)正好對(duì)應(yīng)電機(jī)的換向點(diǎn)，因此，輸出的換相信號(hào)與霍爾傳感器輸出的換相信號(hào)完全一致。在無(wú)刷直流電機(jī)高轉(zhuǎn)速比的范圍內(nèi)，無(wú)需高速控制IC，可以直接使用與霍爾傳感器相配套的低價(jià)控制IC，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可以替代霍爾傳感器廣泛應(yīng)用在家電、計(jì)算機(jī)外設(shè)和電動(dòng)車用等無(wú)刷直流電機(jī)上。
電機(jī)三相端電壓Va、Vb、Vc經(jīng)3個(gè)分壓電路和恒零相移濾波電路后，得到幅值減小的平滑端電壓Vao、Vbo、Vco，濾波前后每一相端電壓的相移角度φ為：
式中ω為電機(jī)運(yùn)行的角速度。
只要設(shè)計(jì)
，就可以使得濾波前后的相移角度恒為零，確保端電壓的過(guò)零點(diǎn)濾波前后不會(huì)跟隨電機(jī)速度的變化而移動(dòng)，無(wú)需相移校正。
相鄰兩相的恒零相移端電壓送到比較器后，比較器比較的是兩相端電壓，實(shí)質(zhì)上就是檢測(cè)線電壓的過(guò)零點(diǎn)。這個(gè)過(guò)零點(diǎn)正好對(duì)應(yīng)電機(jī)的換相點(diǎn)，因此，比較器輸出的換相信號(hào)與霍爾傳感器輸出的換相信號(hào)完全一致。
2．3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
Va、Vb、Vc、Vao、Vbo、Vco及各換相信號(hào)的波形圖略——編者注。
結(jié)語(yǔ)
本文利用無(wú)刷直流電機(jī)端電壓設(shè)計(jì)的換相控制電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，此電路輸出的換相信號(hào)與霍爾傳感器輸出的換相信號(hào)完全一致，從而在一定程度上可以替代霍爾傳感器，并可應(yīng)用于較高溫、高壓、高輻射等傳感器無(wú)法勝任的場(chǎng)。不過(guò)由于器件自身的局限性，在一些更加惡劣場(chǎng)合的應(yīng)用還有待測(cè)試和改善。
評(píng)論