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        直流無刷電機啟動及轉速調節策略詳解

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        直流無刷電機運行特性可知,如果啟動策略欠妥,可能導致產生遠超出正常電流的啟動電流,以致損壞硬件電路;也可能因啟動電流小,導致電磁轉矩偏低,電機啟動困難,啟動時間長等問題。

         

        直流無刷電機轉速單閉環調速系統中,電樞電流通常也不可測。為保證系統的可靠運行,電機通??蛰d或輕載啟動。PWM占空比從一個較小的足以克服負載轉矩的值開始逐漸上升,直至達到設定轉速。然后,控制系統才轉換到正常的轉速閉環控制。PWM占空比的緩慢提升相當于緩慢增加施加于電機電樞電壓,從而使啟動電流被限制在一個合適的水平。50至幾百毫秒的軟啟動時間一般足以限制啟動電流的沖擊。

         

        直流無刷電機啟動及轉速調節


        以驅動風機為例,直流無刷電機PWM方式啟動過程可分為三個過程。

        ①轉子定位:視負載大小選擇啟動轉矩。再計算電樞電壓從而確定啟動PWM占空比。換相電路輸出特定相電壓,直到轉子旋轉到特定位置。

         

        ②斜坡升速:換相電路根據檢測到的位置信號開始換相,并開始轉速測量。根據實測轉速推算負載轉矩,并結合要求的升速時間確定所需電磁轉矩。再計算對應的電樞電流。最后計算新占空比值并輸出。如此重復直至啟動過程結束。

         

        ③正常運行:系統進入閉環運行狀態,占空比由轉速PID運算確定。

         

        總之,轉速單閉環系統具有系統簡單、成本低廉等優點。但因電流不可控,系統動態性能欠佳,不適用于有頻繁啟停要求的應用場合。


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