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依照新控件的永磁零刷流体电机扼制体系探讨
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-10-21

  硬件实现整个控制(control)器的硬件系统框如示。变频电动机是变频器驱动的电动机的统称。随着变频调速技术的快速发展,各种高压变频器不断出现, 在电厂厂用电等方面发挥着巨大的节 能作用。电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。微型电动机是一种体积、容量较小,输出功率一般在数百瓦以下,用途、性能及环境条件要求特殊的一类电动机。整个系统由3部分组成:ST7MC及其外围电路、IRS2003MOSFET驱动(Driver)桥、6个功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)MOSFET组成的开关矩阵。硬件系统框图ST7MC对马达的控制主要由片内的MTC控制器来完成。无刷直流电机内的3个霍尔元件检测(jiǎn cè)出当前转子(rotor)的位置(position ),并将此信号传输给ST7MC产生中断,ST7MC根据传来的霍尔信号查表,找出下一时刻应该通电的2相,经由MCOx端送给MOSFET驱动桥IRS2003,由IRS2003控制MOSFET的导通驱动电机旋转(rotate)。同时将此时的电源(power supply)电压值、回路电流值、转速(Rotational Speed)值、占空比经RS232传给上位机或显示屏,供用户调试或作为指示用。
  电压检测主要是通过功率电阻分压来检测蓄电池的当前电压,让检测到的电压值与欠压值比较。过流保护分2种情况(Condition):一是电机运行电流不能超过额定值,此情况是对下臂MOSFET的漏极电流进行采样,放大一定倍数后与参考电压比较,如果取样电压大于参考电压,则将PWM占空比按设定(shè dìng)的比例下降(descend),达到减小回路电流的目的;二是电机启动时或意外故障(fault)时的大电流保护。温度(temperature)检测通过热敏电阻对控制器的环境温度进行监控,以确保控制器芯片(又称微电路)工作(job)在允许温度。刹车输入是将外部刹车电信号作为优先级最高的中断,只要有刹车信号输入,ST7MC将停止PWM输出,并一直查询刹车信号和转速,直到刹车信号消失,再按此时的转速给出PWM,驱动电机继续旋转。ICC接口是ST7MC的编程和调试接口,连接到次接口的几个芯片管脚都是复用型的,使得即使是32管脚的芯片封装也有充足的引脚供使用(use)。IRS2003是1020V供电的高电压高速半桥MOSFET驱动芯片,通过它的自举功能可以驱动一对MOSFET,它的2路驱动输出最大驱动电压可达到200V,8脚SOIC封装最大限度地减小了占板面积。IRS2003的LIN引脚是反向输入,所以ST7MC在输出信号到此引脚的时候需先反向。MOSFET采用STMicroelectronics企业的耐压75V,承受电流达80A的STP75NF75.IRS2003到STP75NF75的详细连接图如所示。D2、R1组成了T1关断后的门级电流回路;R3的作用(role)同样是让T1关断后栅极电压迅速降为零;D1、C2分别为IRS2003的自举二极管和自举电容。
  MOSFET驱动电路3无刷直流电机控制系统App设计(Design)App流程图如所示,整个App设计可以划分为上电检测、闭环调速、条件(tiáo jiàn)判断、停机4大部分。主程序(procedure)每次循环(continue)都首先检测蓄电池电压,每次调速结束后都检测是否有停止信号。过流中断在程序里区分为2种情况:1类过流中断。当前电流超过了额定工作电流,但小于设定的故障电流,此时只需减小PWM输出即可达到降低(reduce)回路电流的目的。2类过流中断。当前电流超出设定的故障电流值,此时不断检测电流并计时,如果时长超过2min则停机。避免了因偶然原因导致电流突然增大马上停车,使得整个系统更加人性化。闭环调速内嵌1类过流的解决方法(method)。每次进入闭环速度调节(adjust)都先计算当前转速,然后判断是否过流,再进行速度闭环调节,当速度达到给定速度且不过流时即退出闭环调速。这样整个系统就能保证在一个稳定(说明:稳固安定;没有变动)的环境下工作,保证了可靠性。
  结束语实验(experiment)样机为48V/350W电动车用无刷直流电机,供电电源为额定电压48V电动车用蓄电池。实验结果表明,此基于ST7MC的无刷直流电机控制方案能满足电动自行车的驱动要求,且采用分离元件控制方案,信号转变及信号流程清晰,安装(ān zhuāng)维护(Maintain)简便,有很好的市场前景。
  
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