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PIC18F2331上提供了通用I/O引脚,可用于LED、LCD、开关、继电器和小键盘。图2以流程图形式给出了固件概要。
图2 使用霍尔传感器换向进行BLDC电机控制的流程图
BLDC电机的无传感器控制
BLDC电机的无传感器控制根据定子绕组中产生的反电动势(Electro Motive Force,EMF)进行换向。这种方法不需要霍尔传感器。无传感器控制有两个明显优点:可靠性更高、成本更低。
元件较少的系统本身更为可靠。压缩机会产生热量,而温度上升会加速霍尔传感器工作失常或发生故障。在无传感器设计中,不仅不需要霍尔传感器,而且不需要霍尔传感器接线,这些都可以带来成本的节省(至少可以省去5条接线)。
反电动势信号(而不是霍尔传感器)对BLDC电机进行换向,反电动势的大小取决于三个因素:转子的角速度、定子绕组中的线圈圈数以及转子磁场。完成电机设计之后,转子磁场和定子绕组线圈圈数将保持恒定。控制反电动势的因素是角速度或转子速度。反电动势与转子速度成正比。但是,对于给定速度,可以使用电机数据手册中提供的反电动势常量来估计反电动势。
对应于相电压,霍尔传感器和反电动势之间的关系如图3所示。每个换向序列中会有一个绕组正励磁,第二个绕组负励磁,第三个保持开路。如图3,当反电动势的电压极性从正变为负或从负变为正时,霍尔传感器信号会改变状态(存在30°的相差)。在理想情况下,这种状况在反电动势过零时发生。但是,由于绕组特性的原因,会存在一定的延时,应通过单片机对该延时进行补偿。
图3 霍尔传感器信号、相电压、电流和反电动势之间的关系