BLDC進行梯形波控制時,需要檢測轉(zhuǎn)子磁極位置,根據(jù)檢測的位置定子線圈進行換相通電,形成6步的旋轉(zhuǎn)磁場,進而帶動轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動的控制方式。而檢測轉(zhuǎn)子磁極位置又可分為電機帶霍爾傳感器(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,會直接BLDC控制模式不同。
對于BLDC有感控制,要求BLDC電機本身裝有霍爾傳感器,電機霍爾傳感器安裝時需要相差120°。
電機按一定方向轉(zhuǎn)動時,3個霍爾的輸出會按照6步的規(guī)律變化如下:
根據(jù)霍爾傳感器位置,進而按照一定規(guī)律給三相繞組通電,從而來實現(xiàn)電機的控制??紤]到每個電機霍爾傳感器安裝方式不同,換相開關(guān)表會有一定的區(qū)別。具體可以根據(jù)廠商提供的資料或?qū)崪y電機霍爾輸出來確定關(guān)系。
如下為一種電機的霍爾輸出與反電動勢輸出示意,可知在電機霍爾A輸出由1變?yōu)?時,控制U+開通。
在BLDC電子換相的基礎(chǔ)上,通過更改導通時PWM占空比即可改變等效的輸出電壓, 從而更改來實現(xiàn)調(diào)速。
LDC使用霍爾傳感器時,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)子位置進行估計。兩種基本技術(shù)如下:
基于反電動勢感應(yīng)的技術(shù):基于反電動勢過零來進行換相;要求反電動勢足夠高,速度范圍在額定轉(zhuǎn)速的5-10%至100%。
基于電機電感凸極的技術(shù):基于瞬態(tài)電流測量;速度范圍為靜止至標稱速度的約20%。
常用的是基于反電動勢過零檢測的方法,但這要求電機有一定速度;有時候會結(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勢感應(yīng)的技術(shù)進行介紹。
正確換相的電機相繞組電壓波形與反電動勢波形如圖所示。從圖中可得到正確的換相點應(yīng)在過零點延遲30°。因此,反電動勢過零信號可以用作估計正確換相時間點的計算依據(jù)