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BLDC容易搞錯(cuò)忽略的要點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間：2024-02-24 14:34:09 瀏覽：418次
BLDC是啥？
1、BLDC俗稱無(wú)刷直流電機(jī)，重點(diǎn)就是沒(méi)有換向器，它的定子是銅線繞成的線圈，轉(zhuǎn)子是永磁體。
2、BLDC控制，也就是咱們常說(shuō)的方波控制法。分為有感無(wú)感，有感最常見(jiàn)的是霍爾，磁編碼器；無(wú)感最常用的是反電動(dòng)勢(shì)觀測(cè)。
方波控制
方波就是每次只給三相電機(jī)的兩相通電，一相懸空。
為了防止短路，上下兩個(gè)功率管可不能同時(shí)打開(kāi)。
兩相打開(kāi)之后的磁場(chǎng)方向
根據(jù)右手定則，通電的導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向可以知道：當(dāng)U-W相通時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行合成，就是磁場(chǎng)矢量。（磁體之間，存在同性相斥，異性相吸的原理）
三相共有六種組合：
對(duì)應(yīng)六步換相：
電機(jī)正反轉(zhuǎn)
順時(shí)針我們叫正傳，逆時(shí)針我們叫反轉(zhuǎn)
V+U- W+U- W+V- U+V- U+W- V+W- （有一個(gè)特點(diǎn)：按照UVW這個(gè)順序變化的是正轉(zhuǎn)）W+ W+ U+ U+ V+ V+，負(fù)也是這樣的。
帶霍爾的BLDC
霍爾就起到一個(gè)位置檢測(cè)的作用，看我們的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到哪個(gè)扇區(qū)了。
霍爾原理：磁敏感元件
所以當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，霍爾的輸出會(huì)這么變：
對(duì)于相隔120°擺放的3個(gè)霍爾元件：（這里應(yīng)該是只有一個(gè)極對(duì)數(shù)）
對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)：
546231順序是什么鬼？
這可不是扇區(qū)！?。?！
其實(shí)歸因到最后，我們都要通過(guò)軟件對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制的。
3個(gè)霍爾組成的是一個(gè)3bits寬的二進(jìn)制數(shù)：101、001、011……
所以我們就做了下面的假設(shè)：霍爾傳感器U值是bit2高位，V值是bit1，W值是bit0
對(duì)應(yīng)的我們可以求出一個(gè)霍爾值：
而546231就是正傳的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的霍爾值。
霍爾值軟件上實(shí)現(xiàn)有什么要注意的？
霍爾就是三個(gè)高低電平信號(hào)嘛，重點(diǎn)在什么時(shí)候讀這個(gè)值。
建議放在中斷里，別問(wèn)為什么，問(wèn)就是實(shí)時(shí)性，特別是轉(zhuǎn)速賊高的時(shí)候，你根本來(lái)不及處理數(shù)據(jù)，導(dǎo)致?lián)Q相不及時(shí)，轉(zhuǎn)速上不去?。。?/div>
HallDate = 0;
HallDate = U<<2|V<<1|W<<0;
而且能用移位完成的運(yùn)算，不要用加減乘除，在C里位運(yùn)算是最快的。
這個(gè)時(shí)候你讀到的HallDate是一個(gè)0-7的數(shù)，怎么還有0和7？
0意味著沒(méi)讀到霍爾值，7意味著霍爾值受到了干擾，反正就是出問(wèn)題，趕緊檢查！
三相逆變電路的半橋是啥
注意了：半橋不是指上面那三個(gè)功率管，而是UVW三個(gè)半橋，U+U-這算是一個(gè)半橋。
咱們常說(shuō)的 上橋臂導(dǎo)通 或者 下橋臂導(dǎo)通 一定是指某一個(gè)半橋的。
為啥用PWM？
按照上面的理解，只要保證功率管上下橋臂打開(kāi)就行了，怎么又引入PWM了呢？
因?yàn)楫?dāng)我們直接把電源加載到線圈上，然后讓它持續(xù)一段時(shí)間，這會(huì)導(dǎo)致電機(jī)上來(lái)就以很高的速度狂飆，這還談何控制？
所以怎們就把持續(xù)的高低電平替換成PWM，用PWM來(lái)調(diào)制，很方便的控制線圈的電流，進(jìn)而控制轉(zhuǎn)子扭矩還有轉(zhuǎn)速（通過(guò)調(diào)節(jié)占空比）。
常見(jiàn)的PWM調(diào)節(jié)方式
咱們看別人代碼的時(shí)候，經(jīng)?？吹绞裁碒_ON-L_PWM、H_PWM-L_ON……
這又是啥？
其實(shí)就是PWM調(diào)節(jié)方式，上面不是說(shuō)了要對(duì)電機(jī)進(jìn)行更好的控制，然后引入的PWM，但PWM調(diào)節(jié)的方式也有好多種。
按理論上應(yīng)該有5種，但咱們只說(shuō)最常見(jiàn)的三種
H_ON – L_PWM：某一相上半橋始終保持高電平（也就是上半橋常開(kāi)導(dǎo)通），另一相下半橋始終以PWM方式控制
H_PWM – L_ON： 某一相上半橋始終以PWM方式控制，另一相下半橋始終保持高電平（也就是下半橋常開(kāi)導(dǎo)通）
H_PWM – L_PWM：上半橋和下半橋都是以PWM方式控制，這種控制必須是有死區(qū)，否則在換向的瞬間可能導(dǎo)致短路。
注意PWM的頻率盡量保持在20K左右，一是因?yàn)楣β使芟拗疲苊飧叽沃C波的干擾。
BLDC方波缺點(diǎn)
1 方波控制發(fā)熱量大，損耗大。因?yàn)榘l(fā)熱是和電流平方成正比的，方波驅(qū)動(dòng)電機(jī)相電流只有開(kāi)和關(guān)兩個(gè)狀態(tài)，線圈電流的脈動(dòng)峰值電流很大。
2 產(chǎn)生的磁場(chǎng)不連續(xù)，是跳躍的，造成很大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。引起振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，使板載芯片或者傳感器性能下降。
當(dāng)然也有好處，硬件成本低、控制算法簡(jiǎn)單。
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