BLDC進(jìn)行梯形波控制時(shí),需要檢測轉(zhuǎn)子磁極位置,根據(jù)檢測的位置定子線圈進(jìn)行換相通電,形成6步的旋轉(zhuǎn)磁場,進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)的控制方式。而檢測轉(zhuǎn)子磁極位置又可分為電機(jī)帶霍爾傳感器(有感)以及不帶霍爾傳感器方法,檢測轉(zhuǎn)子磁極位置的方法不同,會(huì)直接BLDC控制模式不同。
對于BLDC有感控制,要求BLDC電機(jī)本身裝有霍爾傳感器,電機(jī)霍爾傳感器安裝時(shí)需要相差120°。
電機(jī)按一定方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),3個(gè)霍爾的輸出會(huì)按照6步的規(guī)律變化如下:
根據(jù)霍爾傳感器位置,進(jìn)而按照一定規(guī)律給三相繞組通電,從而來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制??紤]到每個(gè)電機(jī)霍爾傳感器安裝方式不同,換相開關(guān)表會(huì)有一定的區(qū)別。具體可以根據(jù)廠商提供的資料或?qū)崪y電機(jī)霍爾輸出來確定關(guān)系。
如下為一種電機(jī)的霍爾輸出與反電動(dòng)勢輸出示意,可知在電機(jī)霍爾A輸出由1變?yōu)?時(shí),控制U+開通。
在BLDC電子換相的基礎(chǔ)上,通過更改導(dǎo)通時(shí)PWM占空比即可改變等效的輸出電壓, 從而更改來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。
LDC使用霍爾傳感器時(shí),存在以下問題:HALL的安裝條件受到限制、Hall影響系統(tǒng)可靠性(Hall易損壞,需要檢修)、Hall對安裝精度有要求、有一定成本。因此有必要研究BLDC的無感控制方法。
BLDC 無傳感器控制的主要任務(wù)就是對轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估計(jì)。兩種基本技術(shù)如下:
基于反電動(dòng)勢感應(yīng)的技術(shù):基于反電動(dòng)勢過零來進(jìn)行換相;要求反電動(dòng)勢足夠高,速度范圍在額定轉(zhuǎn)速的5-10%至100%。
基于電機(jī)電感凸極的技術(shù):基于瞬態(tài)電流測量;速度范圍為靜止至標(biāo)稱速度的約20%。
常用的是基于反電動(dòng)勢過零檢測的方法,但這要求電機(jī)有一定速度;有時(shí)候會(huì)結(jié)合使用,但需要使用復(fù)雜的控制算法。下面主要對基于反電動(dòng)勢感應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行介紹。
正確換相的電機(jī)相繞組電壓波形與反電動(dòng)勢波形如圖所示。從圖中可得到正確的換相點(diǎn)應(yīng)在過零點(diǎn)延遲30°。因此,反電動(dòng)勢過零信號可以用作估計(jì)正確換相時(shí)間點(diǎn)的計(jì)算依據(jù)