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利用微控制器和数字信号处理器的无传感器控制

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点击次数:更新时间:2018-07-11 14:07:31

  无刷直流电动机无位置传感器控制器的核心是控制芯片,它决定了控制器的性能与成本。为迎合开发无刷直流电机无传感器控制的需求,国际知名半导体公司先后开发了多种适用于无传感器控制的专用控制芯片。例如 Unitrode的UC3646, Microlinear的ML4423MIA425, MIA4428, Silicon Sywrms A 32M595, Allegro Micro Systems Am A8902CLBA, PHILIS的TDA5142T、TDA5145、TDA5156和日本东芝等公司的模拟数字混合专用集成电路它们采用反电动势检测方法和开环起动方法实现无刷直流电动机无位置传感器的控制,这些芯片内部集成了反电动势检测电路、起动及换向逻辑电路和多种保护电路,保证了无刷直流电动机无传感器的较低成本的控制,适用于对控制性能要求不高的场合,现在这些芯片在国内外已经得到广泛应用。

  TOSHOBA(东芝)公司开发多款适用于三相无刷电机无传感器控制器、驱动器其中最新一款TB6588FG无传感器驱动器。封装HSOP36,电源电压10=42V,输出电流1.5A,利用模拟电压输入以PM方式控制电机转速。有0、7.5、15或30°四个超前角设置供选择,并采用相电流重费导通功能降低电机的声,可用于家电洗衣机等无刷电机的动控制,参见图13.7原理图。

 

  近年,出现了STMicroelectronics的ST7系列等微控制器,以及Texas Instruments的TMS120系列, Motorola的DSP568xx系列, Freescale的MC56F801x系列数字信号处理器(DSP)等专用控制芯片。这些专用控制芯片的出现大大促进了无传感器控制的应用

 

状态观测器法

 

状态观测器法即转子位置计算法,其原理是将电机的三相电压、电流作坐标变换,在派克方程的基础上估算出电机转子位置。将电机在ab-c坐标系下的三相实测相电流和相电压转换至代表转子假想位置的a-B坐标系下,两个坐标系的角度差为△;再根据该坐标系下的电流由派克方程计算出三相电压值,比较这一电压和前面经转换所得电压的差值,就可以得到函数关系△U=f(△B)。经推导发现:当△θ趋于0时,△U∝△θ,故可采用一状态观测器来观测△U,从面获得△θ即转子位置信号。

  这种方法一般只适用于感应电动势为正弦波的无刷直流电动机,且计算繁项,对微机性能要求较高,尽管这种方法早就提出,但应用并不广泛。近年来由于高性能DsP的应用和推广,该方法才有了更多的应用场合。特别是随着TMS320LF2407专用电机控制用DsP芯片的推出,使这种方法能够更容易地得以实现。

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