浅谈从直流有刷电机到直流无刷电机驱动
来源:爱游戏最新官网入口    发布时间:2024-05-06 04:01:17

  童年的四驱车几乎是我们第一次近距离接触马达。想必有动手能力强一些的小伙伴还拆过,改装过马达吧。其实它就是一种结构标准的直流有刷电机(BDC)。

  如上图所示,4颗MOS管与马达共同组成一个形似H的结构。经过控制4颗MOS管的通断对电机进行驱动。

  当A和C闭合,B和D断开,或者当B和D闭合,A和C断开时,直流电机不旋转。且因为短路产生反向电动势,所以抑制了电机的惯性旋转。

  当A,B,C,D均处于断开状态,没有反向电势阻碍电机惯性运动。电机处于惯性运动状态。

  BDC驱动芯片,各厂家结构大同小异。接下来,以TIDRV8251A为例,粗略地介绍一下BDC电机驱动芯片。如上图所示,芯片内部集成了电压,电流检测,外部shunt电阻和集成电流镜,PWM控制接口,并集成保护电路。通过增加Charger Pump使得N-ChannelMOSFET半桥以及100%占空比驱动来提高效率。

  在IPROPI引脚上的采用内部电流镜结构实现电流的感应和调节。无需并联大功率电阻,节约板面积降低BOM成本。同时IPROPI电流传感输出给MCU可以检测电机失速或负载条件变化。

  众所周知火星地表环境恶劣,地形复杂,对火星车驱动的灵活性要求极高。相对美国好奇号火星车的六只车轮中只能控制其中前后两对车轮独立转向,中国的祝融号火星车每只车轮都能够直接进行独立驱动和独立转向,在火星充满未知的极端环境下拥有更为优异的脱困性能,其中直流无刷电机功不可没。

  无刷电机取消了电刷,采取电子换向,线圈不动,磁极旋转。通过霍尔传感器感知永磁体的位置适时切换线圈中电流的方向,确保产生正确方向的磁力驱动电机。因没有电刷这个物理结构,无刷马达的寿命较有刷马达有了大幅度的提高。同样因为是电子换向,方便通过无刷电机控制器控制驱动器,能轻松实现调整电源切换角,制动电机,电机反转,锁止等功能,也使得无刷马达的控制精度较有刷马达大幅度的提高。所以,要求电池供电,大功率,大扭矩,小体积,长寿命,高精度的直流无刷电机就成为火星车驱动轮最合适的选择。

  直流无刷电机(BLDC)的驱动电路主要是使用三相逆变电路实现的。而三相逆变电路的实现一般是通过半桥MOS电路搭建。

  Q1,Q5打开,电流通过Q1→电机线→电机线→电机线→电机线→电机线→电机线

  方波控制使用霍尔传感器或者无感估算算法获得电机转子的位置,然后根据转子的位置在360°的电气周期内,进行6次换向。每个换向位置电机输出特定方向的力,所以方波控制的位置精度是电气60°。由于在这种方式控制下,电机的相电流波形接近方波,所以称为方波控制。优点是控制算法简单、硬件成本较低,使用性能普通的控制器便能获得较高的电机转速;缺点是转矩波动大、存在一定的电流噪声、效率达不到最大值。方波控制适用于对电机转动性能要求不高的场合。

  FOC(Field-Oriented Control)即磁场定向控制。正弦波控制实现了电压矢量的控制,间接实现了电流的大小的控制,但是无法控制电流的方向。FOC控制方式是正弦波控制的升级版本,实现了电流矢量的控制,也即实现了电机定子磁场的矢量控制。这是目前无刷电机(BLDC)和永磁电机(PMSM)最高效的控制方法。

  TRINAMIC的设计理念是尽可能将针对电机的运动控制硬件化,有效缩短开发周期,减少产品设计BOM(物料清单),缩短产品投放时间。

  FOC常应用在家电变频控制和机器人的伺服控制。上图是通用的家电变频控制框图,只需要对速度做实时控制,所以最外部环路只有速度环,不需要位置环。

  电流环:因为电流解耦后有 id 和iq 两个实时直流量,所以要2路电流环:d轴电流环和q轴电流环。电流环控制通常用PI控制器。PI控制器包括参考输入和实时反馈输入。

  ◆ d轴PI控制:参考输入一般是0,实时反馈输入就是id,输出是d轴电压Vd

  ◆ q轴PI控制:参考输入来源于速度环的输出iq*,实时反馈入就是iq,输出是d轴电压Vq

  速度环:类似于电流环,需要参考目标速度We* 和实时转速We, We目标转速是FOC控制以外给定的, 实时转速We能够最终靠位置估算器得到。速度环的输出iq。

  位置估算器:家电变频控制一般没有位置传感器,所以要软件算法去估算,一般算法包括PLL锁相环方式 和滑模控制, 核心都是软件建立电机模型去估算速度和位置。

  电压反变换:转换Vd 和Vq到Va, Vb, Vc跟电流解耦刚好相反,从直流量转到相位差120度的三相正弦电压。

  TRINAMIC的运动控制解决方案目前大范围的应用于3D打印,家庭自动化,工业自动化,机器人和AVG小车,Lab automation,医疗健康设备,电动工具以及消费类产品等领域。

  推荐阅读最新更新时间:2024-05-04 01:07LED灯具驱动电源设计心得总结

  要普及LED灯具,不但需要大幅度减少相关成本,更要解决技术性的问题。怎么样才能解决能效和可靠性这一些难题,PowerIntegrations市场营销副总裁DougBailey分享了高效高可靠LED灯具设计的心得。 一、不可以使用双极型功率器件 DougBailey指出由于双极型功率器件比MOSFET便宜,一般是2美分左右一个,所以一些设计师为降低LED驱动成本而使用双极型功率器件,这样会极度影响电路的可靠性,因为随着LED驱动电路板温度的提升,双极型器件的有效工作范围会迅速缩小,这样会导致器件在温度上升时故障进而影响LED灯具的可靠性,正确的做法是要选用MOSFET器件,MOSFET器件的常规使用的寿命要远远长于双极型器件。

  由于学习的需要,我们应该制作一个物料搬运小车。 经过与小伙伴的一番商讨之后,我们决定使用麦克拉姆轮和TT马达作为小车的底盘驱动。 电机驱动器我们选用的是L298N(便宜又简单。) 以下是个人写的一些代码,简单的封装几个小车前进后退,左右直走的函数。 麦克拉姆轮排列方式为X型。 单片机源程序如下: #include motor.h #include stm32f10x.h #include stm32f10x_rcc.h #include delay.h /************电机 A B C D 的使能输入PWM函数初始化部分************/ static void GENERAL_TIM_GP

  据说个人会使用的一些电信号相对于地面“浮动”。一个典型的例子可能是电源中分流电阻上的压降或复杂的生物医学信号,例如心电图。在这种情况下,仪表放大器 (IA) 用于放大信号的差模分量并抑制其共模分量。 仪表放大器需要在设计过程中使用真实信号来测试,并在实际使用时定时进行测试。还应通过将已知的校准测试信号应用于其输入来评估 IA,以确定其准确性、共模信号抑制以及它如何受到使用时有几率发生的各种错误连接的影响。用于医疗 IA 的测试信号源应产生适当整形的信号U OUT,其幅度范围为几毫伏,频率范围从零到几 kHz。源应该有(两个)差分输出,可以连接到 IA 的相应输入,如图 1 所示。 图 1差分信号源 输出电阻 RG1 和 R

  所有的FLASHA 都一样只能从1变0,要想从0变1 只有擦除一个页扇, SST25VF080B 最小可以擦除4KB的页 速度也不错 50MHz 容量1MB 挺够用的 10万次的擦写寿命。最低2.7V 就可正常工作。 Flexible Erase Capability Uniform 4 KByte sectors Uniform 32 KByte overlay blocks Uniform 64 KByte overlay blocks 先记下 这些个7788的命令 SST25VF080B 的各种命令较为繁琐 Status Register这个设置写保护多点 我这里只用它的判忙BUSY 一样先配

  一、直流电机工作原理 1、直流电机正反转 ——通过高低电转实现 2、电机调速通过PWM波实现 ——PWM通过51单片机定时器输出,实现占空比调整。 二、功能程序 端口定义 #include reg51.h sbit PWM1=P2^0; //电机输入1 sbit PWM2=P2^1; //电机输入2 sbit tiaosu=P2^2; //调速按键 sbit stop=P2^3; //停止按键 sbit left=P2^4; //逆时针按键 sbit right=P2^5; //顺时针按键 变量定义 typedef unsigned int uint; typedef unsigned char u

  据IHS iSuppli公司的消费平台专题报告,今年网络驱动消费电子设备的出货量将增长50%,而媒体平板在苹果iPad的带动下,有望成为其中增长最快的领域。 预计2011年网络驱动消费电子科技类产品的出货量将达到2.412亿个,高于去年的1.61亿和2009年的1.083亿。该市场2009年增长49%。预计2012年将进一步增长50%,从而连续三年保持高速扩张。2015年将迎来又一个里程碑,届时出货量将突破7.5亿个,达到7.808亿,如图1所示。 网络驱动消费电子科技类产品是指可与互联网连接的产品,用户都能够利用这样的产品浏览、共享和下载网络内容。电视、蓝光播放器、游戏机、机顶盒、数字媒体适配器和媒体平板都属于这类产品。而

  消费电子出货量预计会增长50% /

  TFTLCD即薄膜晶体管液晶显示器。它与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同,它在液晶显示屏的每一个像素上都设置有一个薄膜晶体管(TFT),可有效地克服非选通时的串扰,使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关,因此大幅度的提升了图像质量。 ▲驱动流程 01 使用FSMC驱动LCD 关于FSMC,把数据写入相应的地址,FSMC就会把地址从FSMC_A出去,写入的数据会会从FSMC_D发出去。至于片选等信号线都是自动的。读的话,直接读相应的地址,就会拿到改地址上的数据。 FSMC驱动外部SRAM时,外部SRAM的控制一般有: 地址线) 数据线) 写信号(WE,即WR) 读信号(OE,即RD

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