用ST72141实现无刷直流电机的控制
检测去磁结束事件的方法和过零点事件相同,并使用相同的外设。电机控制按照固定的顺序处理这三个事件,Z事件后经过一段延迟,产生一个C事件,然后等待一个D事件。
图6 去磁结束事件
在换向之后,开始相绕组加速去磁。为了避免过早地检测去磁结束事件,换向之后有20μs的滤波时间,如图6所示。为了避免检测去磁结束事件太晚,去磁结束的检测使用相同的比较器,但是取样频率是800kHz。
无传感器模式下,比较器的输出取样频率在过零点事件时是PWM信号,在去磁结束事件检测时是800kHz。
4 电机的启动和控制举例
这里以2个极对数的电机的启动为例。电机启动后目标速度是1400r/min。启动电机之前,必须预先固定位置。刚启动时,反电动势信号太弱,不能读取。读取反电动势信号前的过程中,电流必须提供>(负载力矩+摩擦力矩+电机的惯性负载的力矩)。故启动时,ST72141定时器A的PWM占空比在启动过程中必须高于一般运行下需要的值。
一定步长后,为了检测到过零点事件,需要一个特别的方法启动电机,称为同步(强制换向)模式,或者称为电机根据加速表加速的过程。
图7 启动过程
一定的步长之后,施加连续逐渐增加的步长时间和电流给电机,使电机加速,并可检测到一个过零点事件。电机加速过程中检测指定数量连续的Z事件之后,开始调整,使得电机高效率运行,即电机进入自动换向模式。如果在加速表取完后,电机还不能进入自动换向模式下,电机将停止。图7所示为闭环模式下电机的启动过程。
开环模式下的启动过程也一样,只是电流或者电压在电机进入自动换向模式之后可以由用户改变。闭环模式下,电流或者电压的限值由用户强制施加且固定,直到电机进入速度调整。进入速度调整后,电流不再由用户控制(ST72141自动调整)。闭环控制模式下,不论是哪种控制模式(电流或者电压),速度调整回路启动。电机在单片机的控制下,固定运行在速度表决定的速度上。