无刷驱动器供电有直流也有交流供电,所以在通电前一定要检查正负极是否连接正确。
无刷电机的三根相线和5根霍尔线都有明确的定义,一定要向厂家询问好每根线的定义,再与驱动器完全接对后,再通电使用。
电机在运行中,如果需要改变方向,需先将电机减速至停止后,再进行换向。
详细阅读驱动器的说明书后再通电使用。
无刷直流电机驱动电路图
按照正常接线4个端口依次接A,A,B,B。
8拍实际上是这样的:A-AB-B-BA-A-AB-B-BA-A
这里面隐含了一个0的问题,就是比如第一拍A为1,则A为0则AA通电。BB不通电。
第二拍A,B为1,则A,B为0AA通电。BB通电。依次类推,从而实现2细分,比如18度的电机就控制成09度的了。
扩展资料:
步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。
虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。
步进电机和驱动器的选择方法:
1 判断需多大力矩:静扭矩是选择步进电机的主要参数之一。负载大时,需采用大力矩电机。力矩指标大时,电机外形也大。
2 判断电机运转速度:转速要求高时,应选相电流较大、电感较小的电机,以增加功率输入。且在选择驱动器时采用较高供电电压。
3 选择电机的安装规格:如57、86、110等,主要与力矩要求有关。
4 确定定位精度和振动方面的要求情况:判断是否需细分,需多少细分。
5 根据电机的电流、细分和供电电压选择驱动器。
步进电机从其结构形式上可分为反应式步进电机(Variable Reluctance,VR)、永磁式步进电机Permanent Magnet,PM)、混合式步进电机(Hybrid Stepping,HS)、单相步进电机、平面步进电机等多种类型,在我国所采用的步进电机中以反应式步进电机为主。
步进电机的运行性能与控制方式有密切的关系,步进电机控制系统从其控制方式来看,可以分为以下三类:开环控制系统、闭环控制系统、半闭环控制系统。半闭环控制系统在实际应用中一般归类于开环或闭环系统中。
1 反应式:定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小,可达12°、但动态性能差、效率低、发热大,可靠性难保证。
2 永磁式:永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为75°或15°)。
3 混合式:混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料,转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好,步距角小,但结构复杂、成本相对较高。
按定子上绕组来分,共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机,约占97%以上的市场份额,其原因是性价比高,配上细分驱动器后效果良好。
该种电机的基本步距角为18°/步,配上半步驱动器后,步距角减少为09°,配上细分驱动器后其步距角可细分达256倍(0007°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因,实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。
参考资料:
直流电机驱动电路及原理图
系统设计的关键点和难点
<P>既然BLDC有很多优点,人们当然有理由将其应用到高尔夫球车这类微型车当中去,但为什么世面上现有的电动高尔夫球车均采用传统直流电机呢?答案或许很多,有两点却始终跑不掉,那就是成本和可靠性。先说成本,具有相近参数的BLDC比传统直流电机价格高,主要是永磁体贵,不过现在永磁体的价格呈下降的趋势[3];他励直流电机的驱动要求主电路为三个桥臂,但有两个桥臂位于励磁回路,容量较小,而BLDC的驱动要求主电路为三相桥式驱动电路,它们身上均流过电枢电流,这大大增加了功率开关器件的投入。再说可靠性,采用霍尔位置传感器来检测电机转子位置以指导功率器件进行适当的换相,成本低,检测电路简单,但可靠性低[4]。当然,即便采用其他类型的传感器可靠性也高不到哪去,个人认为这跟传统直流电机的电刷和换向器一样让人头痛。这些问题怎么解决,以及一些其他电机驱动系统都具有的共性问题,我在下面的内容中进行阐述。
<P>较低的电压等级带来应对大电流的挑战
<P>在设计的最大功率下功率开关器件处理的电流峰值将达到100A。大电流将对因器件布置所带来的寄生参数、分布电感等问题提出严苛的要求,当然还有散热。同等情况下,BLDC的驱动需要更多的功率开关器件,但我们仍然希望能不增加控制器的体积。由于成本所限,不可能采用性能优良但价格昂贵的集成或智能功率器件(IPM),唯一可能的是尽力改善散热条件以减少功率MOSFET的数量。在这里我们引进了一种称为“铝基覆铜板”的散热方式[5],灵感来源于IPM,在这类功率器件中,功率晶元甚至没有进行封装就直接表面贴装在铝基板上。接着我们还发现它在高强度LED光源、汽车点火系统等场合也多有应用。通过采用该散热方式,我们成功将原本七个一组并联减少到三个一组并联,效果让人欣喜。采用表面贴装的方式,功率开关器件的引脚寄生电感也可大大缩小,可谓一举两得。
<P>关于多管并联的均流问题,利用最差状态[6][7](Worst Case)方法对多管并联的稳态均流问题进行分析,我们以此来确定多管并联时所采取的降额因子;但影响动态均流问题的因素过多,不便分析,从统计角度来分析多参数的影响是一个值得思考的方向。<br>力矩控制策略带来“闭环失效”问题
<P>采用力矩控 制策略来实现高尔夫球车驱动系统的控制,优点有很多诸如起动转矩大、响应迅速、限流效果好等。但力矩控制策略带来“闭环失效[8]” 问题:由于设计的驱动系统具有一倍的过载能力,当负载力矩始终无法达到油门踏板给定力矩时,油门踏板踏位处于负载力矩值与最大给定力矩值之间的任何变动不会对车辆的运行状态造成丝毫的改变。这与传统内燃汽车的驱动响应相异。
<P><br>在大量的实际调试中,我们小组总结出了一种行之有效的方法:这个思路非常简单,即让油门踏板踏位不仅对应力矩的给定量,还将与电机绕组最大给定线电压相对应。此时,油门踏板踏位的任何改变必然导致最大给定线电压的改变也必然将改变电机的转速。这可以从无刷直流电机的调压调速特性得出。这里我称其为“最大力矩控制策略”。对应不同类型的电机,该策略可能要做必要的调整
简单而新颖的无位置传感策略在全速度范围内寻找一种可靠的低成本的无位置传感器位置获取策略显得非常重要。得益于永磁无刷直流电机的工作特性——只需要离散的位置信号,以及相绕组之间的互感耦合效应,我们研究小组已经开发出一种称之为“间接电感法”的无位置传感器算法。通过分析我们发现在互感耦合效应会导致PWM调制的有效和无效期间相端电压的差与转子位置成一固定的关系。理论上分析,只要电压传感器件的精度达到要求,都可以得到可靠的位置信息。在低速范围内,这种方法显得更为有效,可以有效弥补反电动势法的不足以获得全速度范围内的转子位置信息。由于进度上的关系,该方法在本设计中没有体现,目前该策略的算法实现还在有条不紊的进行。<br> <br>Microchip芯片的特点及其在项目中的应用
主控制芯片是控制系统的核心,它提供给逆变器驱动信号、对功率驱动保护进行处理、实时采样转换电流等模拟信号、采集位置信号、通过开关量输入输出接收外部信息或者对外部进行控制、通过CAN总线与外部其它系统交换信息、对各种信息进行分析处理、协调各部分的工作等 本设计所描述的电动高尔夫球车永磁无刷直流电机驱动系统采用的主控制芯片dsPIC30F4011即来自司,它专为电机控制领域设计。dsPIC30F芯片被称为具有DSP功能的MCU,既具有控制功能强,而又有DSP的数字信号处理强的特点,这些特点使它比一般的DSP硬件开发电路更简单更便宜,而比同档的单片机更能适应数字信号处理的要求。在控制器的设计中,主要使用了芯片的如下外围模块资源
步进电机原理和驱动
直流电机分为有刷电机和无刷电机。
有刷电机仅需要拿MOS管负责将其导通就可以转栋动。如果需要调速,调节占空比即可。如果需要正反转,只需要组成h桥,实现换臂就行了。
如果是无刷电机,又分为有感无刷和无感无刷。起其原理相同,有感的比无感多了霍尔传感器,能够实施检测转子位置,并进行调整。它们的驱动,得按导通顺序分别加电,正反转,将导通时序调换即可。
利用三极管组成双H电路驱动直流电动机,,,双H!!!求教育
步进电机单靠交流供电或直流电源无法运动,必须与驱动电路同时使用时才能发挥其功能,驱动器(驱动电路)由决定换向顺序的控制电路(或称为逻辑电路)与控制电机输出功率的换相电路(或称为功率电路(power
stage))组成。
步进电机驱动是的步骤:
1,要提供适合于步进电机所需要的电源;
2,需要输入脉冲和方向信号,一般是按ttl标准电平,
输入一个步进脉冲,电机就步进一个步距角;
3,驱动器的输出:a+,a-,b+,b-,由驱动器去完成。
(不需输入包含a+,a-,b+,b-
4个端口高低电平的信息)
一电机调速模块 我们的设计思路是先产生占空比可调的方波(方法有多种,一是用构成多谐振荡器二可以利用单片机产生PWM方波)+4功率器件构成的H桥电路,用以驱动直流电机转动当然还许多驱动方案,比如三极管-电阻作栅极驱动低压驱动电路的简易栅极驱动,还有可以直接用个MCU产生PWM外加一个MOS管驱动也可以 11直流电机驱动电路的设计目标 在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点: 1. 功能:电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可,当电机需要双向转动时,可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速,只要使用继电器即可;但如果需要调速,可以使用三极管,场效应管等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。 2 性能:对于PWM调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。 1)输出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。 2)效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。 3)对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。 4)对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。 5)可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制,何种无源负载,电路都是安全的。 考虑到以上的因素我们采用多谐振荡器产生占空比可调的方波+4功率器件构成的H桥来驱动直流电机电路图如下: 12、电机调速模块的电路图功能 通过可调电阻可以实现占空比可调的方波,即组成占空比可调的多谐振荡器。 多谐振荡器实现占空比可调的方波的功能: 电源接通瞬间,电容C2上的初始电压为0,施密特触发器输出电压为U为高电平,与此同时由于集电极开路输出端(7脚)对地断开,电源通过R5、R7开始对电容C充电,电路进入暂稳态I状态。此后电路按下列四个阶段周而复始地循环,产生周期性的输出脉冲。 (1) 暂稳态I阶段,CC通过R5。R7向电容C充电,电容C的电压Uc按指数上升,在UC高于2/3CC之前,定时器暂时维持‘1’的状态,输出为高电位。 (2) 翻转I阶段,电容C继续充电,当Uc高于2/3CC后,定时器翻转为‘0’的状态,输出为低电位。此时,集电极开路输出端(7脚)由对地断开变为导通。 (3) 暂稳态II阶段,电容C开始经历R7、R6对地(7脚)放电,Uc按照指数下降,在Uc低于1/3CC之前,定时器依然维持‘0’的状态。输出为低电位。 (4) 翻转II阶段,电容C继续放电,当Uc低于1/3CC后,定时器翻转为‘1’状态,输出为高电位。此时,集电极开路输出端(7脚)由对地导通变为对地断开。此后,振荡器又回复到暂稳态I状态。 (5) 可以通过调节R6的大小来调节定时器输出方波的占空比。 Uln芯片是16脚七路电机驱动芯片,这块芯片在这里可以看作是七非门芯片,作用是保证10脚和14脚的输出SINGLE1和SINGLE2的输出为一高一低。芯片中的二极管起到分流的作用。电路图的右部分的作用是通过调节电机的正转与反转来调节电机的转速,当SINGLE1为高 SINGLE2为低时,三极管,,导通,,,截止,电机1端通过接地,cc通过直接押在电机2端,此时电机2端电位高于1端,电机反转;当SINGLE1为低SINGLE2为高时,电机正转。当某一时刻占空比大于50%时,电机呈现正转加速或是反转减速状态;某一时刻占空比小于50%时,电机呈现正转减速或是反转加速状态。电机就是通过矩形波占空比的不同来调节转速的,电机呈现出来的转速是平均速度。 二电机测速模块电路以及功能 我们的设计思路是利用光电隔离器件以及BCD计数器实现直流电机测速模块电路利用电机转动时带动纸片遮挡光耦,使其发光二极管发出的红外光被其中的