1. Preposicionamiento del rotor del motor
@ 1. Para garantizar que el motor de CC sin escobillas pueda arrancar normalmente, primero determine la posición de la recarga cuando está en reposo. En condiciones de carga ligera, para motores de CC sin escobillas con formas de onda EMF traseras trapezoidales, generalmente se utiliza el posicionamiento del rotor de freno magnético. Cuando se inicia el sistema, se da cualquier conjunto de pulsos de disparo para formar un flujo magnético con amplitud y dirección constantes en el entrehierro. Siempre que su amplitud sea lo suficientemente grande, este flujo magnético puede impulsar el motor dentro de un cierto período de tiempo. El rotor se posiciona con fuerza en esta dirección. En la aplicación, la electricidad se puede energizar en cualquier grupo de devanados durante un cierto período de tiempo. El ciclo de trabajo PWM preestablecido y la duración del tiempo preestablecido se pueden determinar mediante las características específicas del motor y la carga, y se pueden obtener mediante la depuración en aplicaciones prácticas. Una vez que el preposicionamiento es exitoso, el rotor puede alcanzar la posición predeterminada antes de arrancar, listo para que arranque el motor.
@ 2. Implementación de soluciones de software
Paso 1: configure la frecuencia de salida PWM, configúrela en 12 KHZ en el software. El PWM mencionado aquí se refiere a la forma de onda PWM generada por el temporizador que controla la conducción de los tres conjuntos de brazos de puente superior e inferior del motor.
Paso 2: Establezca el ciclo de trabajo de arranque mínimo para el preposicionamiento del rotor. Cuando la frecuencia PWM es fija, una de las condiciones de control para la capacidad de accionamiento de la salida del motor es el valor del ciclo de trabajo. El valor de configuración del ciclo de trabajo no se puede establecer arbitrariamente, sino que se determina de acuerdo con los resultados reales de las pruebas de las características del motor, si tiene carga y el tamaño de la carga. Aquí, de acuerdo con el tipo de motor desarrollado por el autor, el ciclo de trabajo de arranque mínimo start_pwm se selecciona en la condición de motor sin carga.
Paso 3: Con las condiciones de los 2 pasos anteriores, la condición del tercer paso es seleccionar una de las direcciones de conmutación de 6 pasos del motor y dejar que el motor sea forzado inicialmente a preposicionarse en esta posición. Aquí, el autor establece el software según la dirección deseada. El motor gira hacia adelante o hacia atrás para seleccionar una posición a ubicar. Este no es un requisito necesario, se determina de acuerdo con el uso real del proyecto.
Paso 4: Después de ejecutar el paso 3, debe esperar un cierto período de tiempo para que el rotor alcance la posición designada. Este tiempo de espera debe determinarse según las características del motor y la carga.
@ 3. La descripción anterior es la implementación del esquema y algoritmo de preposicionamiento del motor.
2. Aceleración síncrona del rotor del motor
@ 1. Según la descripción anterior, hemos fijado el motor en una determinada posición mediante el método de preposicionamiento del rotor del motor, de modo que conocemos la posición inicial del motor.
@ 2. Después de determinar la posición inicial del rotor del motor, dado que la fuerza contraelectromotriz en el devanado del estator todavía es cero en este momento, es necesario cambiar artificialmente el voltaje aplicado y la señal de conmutación del motor, para que el motor arranque. acelerando gradualmente desde parado: el proceso se llama sincronía externa. Para diferentes métodos de ajuste de voltaje externo y métodos de ajuste de señal de conmutación, la aceleración síncrona externa se puede dividir en tres categorías: la frecuencia de la señal de conmutación es constante y el voltaje externo aumenta gradualmente para acelerar el motor, lo que se denomina aumento de frecuencia transversal. método. Mantenga constante el voltaje aplicado, aumente gradualmente la frecuencia de la señal de conmutación y acelere gradualmente el motor, lo que se denomina método de aumento de frecuencia de voltaje constante. Mientras aumenta gradualmente el voltaje aplicado, aumente la frecuencia de conmutación, lo que se denomina método de aumento de frecuencia.
@ 3. La solución implementada por el autor es el método de aumento de frecuencia constante. Debido a que la frecuencia se ha fijado en "Preposicionamiento del rotor del motor", la frecuencia es constante y ajustar el ciclo de trabajo en realidad es ajustar el voltaje del motor.
Paso 1: Implementar el programa de conmutación de cada ciclo.
Primero juzgue si es hacia adelante o hacia atrás.
Conversión directa a:
Valor de dirección de avance del motor: V+U- W+U- W+V- U+V- U+W- V+W-
Valor del subíndice de la tabla de conmutación correspondiente: 2 3 1 5 4 6
Invertido a:
Valor de dirección inversa del motor: V+U- V+W- U+W- U+V- W+V- W+U-
Valor del subíndice de la tabla de conmutación correspondiente: 5 1 3 2 6 4
vu8 C_HallSign[] = {5,4,6,2,3,1,5,4};Esta matriz es el valor del subíndice directo e inverso de la tabla de conmutación correspondiente, y la matriz de la tabla de conmutación es la siguiente:
/*
P: medio puente superior
N: medio puente inferior
PWM00:PC5 [ARRIBA]
PWM10:PC4 [vicepresidente]
PWM20:PC3 [WP]
PWM01:PC2 [ONU]
PWM11:PC1 [VN]
PWM21:PC0 [WN]
PMS_Config[0]:0x80, PXC_Config[0]:0xc0: no se detecta ninguna señal de pasillo, no se realiza ninguna salida y los brazos superior e inferior están suspendidos
PMS_Config[1]:0x9f, PXC_Config[1]:0xc4:W+V-
PMS_Config[2]:0xb7, PXC_Config[2]:0xc1:V+U-
PMS_Config[3]:0x9f, PXC_Config[3]:0xc1:W+U-
PMS_Config[4]:0xbd, PXC_Config[4]:0xd0:U+W-
PMS_Config[5]:0xbd, PXC_Config[5]:0xc4:U+V-
PMS_Config[6]:0xb7, PXC_Config[6]:0xd0:V+W-
PMS_Config[7]:0x80, PXC_Config[7]:0xc0: Error de detección de señal Hall, no realice ninguna salida, todos los brazos superiores e inferiores están suspendidos
*/
const vu8 PMS_Config[]={0x80,0x9f,0xb7,0x9f,0xbd,0xbd,0xb7,0x80};
const vu8 PXC_Config[]={0xc0,0xc4,0xc1,0xc1,0xd0,0xc4,0xd0,0xc0};
El algoritmo de conversión general es PMS_Config[C_HallSign[HallPhase]];PXC_Config[C_HallSign[HallPhase]];
Paso 2: A continuación, deje que el flujo siga su curso y comience a aumentar la frecuencia. El método para aumentar la frecuencia es muy simple. Es aumentar el valor del ciclo de trabajo en cada ciclo sobre la base del ciclo de trabajo mínimo al inicio. Puede determinarse de acuerdo con los resultados reales de la prueba.
La figura anterior es el algoritmo de conversión ascendente del ciclo de trabajo PWM. Sobre la base de aumentar el valor de PwmAddStep, el método (bucle >> 1) se agrega cada vez. Este algoritmo no aumenta un valor fijo de PwmAddStep en función del ciclo de trabajo actual cada vez, sino que agrega otras variables incrementales que equivalen a una secuencia aritmética creciente, y los números altos casi se olvidan, parece que se llama así. La ventaja de este algoritmo es que el aumento del ciclo de trabajo no es función de una pendiente fija del primer cuadrante, sino una función exponencial. Similar a la imagen de abajo
Después de configurar el ciclo de trabajo cada vez, debe esperar un período de tiempo para que el motor tenga tiempo suficiente para alcanzar la posición objetivo para la conmutación. A través del análisis, no es difícil encontrar que cuanto mayor sea el valor del ciclo de trabajo, mayor será la capacidad de conmutación del motor y mayor será la capacidad de conducción. Luego, el tiempo de espera de cada ciclo también debe reducirse gradualmente; de lo contrario, la velocidad no podrá lograr una aceleración sincrónica. El diagrama esquemático general es el siguiente. Cuando tenga tiempo más tarde, usaré Python para agregar el modelo de demostración del algoritmo. La imagen aquí es demasiado aproximada para expresarla claramente.
La siguiente figura es el algoritmo de tiempo de conmutación de espera del ciclo, que es consistente con el modelo de curva en la figura anterior.
Paso 3: El algoritmo del modelo de aceleración está aquí. En este momento, puede cambiar a la lógica de conmutación de circuito cerrado. Para obtener más información, consulte el capítulo "3. Principio de conmutación BLDC sin sensor Hall".