无刷直流电机换相方法——惯性切换
0赞电机在运行过程中,要进行换相。但是换相的方法很多,各有优缺点。我用的电机采用的是“惯性切换”方式,所谓惯性切换,就是当电机在外同步方式驱动下转速达到稳定后,关掉所有MOSFET,让转子依靠自身惯性自由转动,由于自由转动摆脱了磁场的束缚,电机运行过程中不再出现转子定位振荡现象,从而反电势过零信号清晰可辨,使切换更加可靠。
依靠惯性自由运行状态下的反电势检测信号波形如图所示,从波形图中可以看出电机运行频率逐渐减小,反电势信号幅值亦随之减小,与外同步驱动下的波形相比,由于没有振荡的过程,依靠惯性自由运行状态下的反电势检测信号波形更清晰且易于检测。

图 依靠惯性低速运行下的反电势波形
采用“惯性切换方式”切换过程比较器输出波形如图所示,在关掉所有MOSFET之前,并没有采用电容滤波,所以噪声较多,比较器输出波形较乱,无法用于自同步换相,当关掉所有MOSFET后,依靠惯性自由运行状态下的波形十分清晰,可见即使没有滤波电容也可以为自同步换相提供换相信号。

图 惯性切换方式”切换过程比较器输出波形
无刷直流电机反电势过零点与换相点关系如图所示,即检测到反电势过零信号后延迟30°电角度时间后换相。满足图中所示关系的换相通常被称为“最佳换相”。

图无刷直流电机反电势过零点与换相点关系
由于切换到自同步方式后不能马上切断滤波电容,所以为了保证最佳换相,我们经过试验,把切换后PWM占空比速度设置为20%,这个等效电压下对应的转速在经1uF滤波电容后正好会产生30°电角度的延迟,再经过一段极短的软件延时等待,等电机运行平稳后,再行切断电容,同时起动延迟30°电角程序,即完成平稳过渡,此后电机转速随PWM占空比的改变而升高或降低,实现稳定的自同步调速。当然,即使切换过程不满足最佳换相,电机也可以顺利切换,只不过转子可能会产生短时间的震动和噪声。当切换完成后,转子转速就会由电压控制了,只要电机转速检测可靠,30°电角补偿准确,电机就可以平稳运行。
当电机转子在零电势点的时候可以进行换相,在我做的课题了单片机选用的是ADuC7026,在这个过程中,当单片机检测到电势点为零,就开始进行换相,相关怎么检测在之后一起进行介绍
