无刷电机之双闭环控制

2013-9-1 16:08| 编辑:电工学习网| 查看: 20362| 评论: 0

首先，我们要认识无刷电机120度方波驱动的运行中，力矩是变化的，如果电流恒定，在任何一个霍尔换相区间内，瞬时力矩是安变化的（可以认为是弦波的一部分），这一点在以前的文章中也有所提到，因些我们说电流与力矩的关系，要理解为平均电流与平均力矩。
其实这一点，我们也可以从一些关于永磁同步电机控制的文章中有所了解，比如讲永磁同步电机一般会讲其分类，分其为隐极（表面贴）与凸极（内嵌与内插式）。这两类电机的优缺点也会说，隐极电机动态响应好，线性度好；凸极的差，但是功率密度高。间接说明无刷电机（属于凸极电机一种），电流与力矩并不是线性，但是力矩要高些。
因为双闭环中的电流环是平均电流的控制。
其次，一般双闭环设计中，检测的电流为瞬时值并不是平均值。另注意，假设占空比恒定，无刷电机换相后，电流是从0增大到一定值。即使加上电流换，电流也是从0增加的，因为电机电感的原因，电流上升肯定有个最小值。因些整个的电机控制中，电流也是波动的。
因为控制电流瞬时值是无太大意义。即使你控制瞬时值，但是因为电流换相电流波动很大，速度信号脉冲数较低，因此速度环的调节是很慢的，但是这时电流是很低很容易饱和，当电流达到给定时，速度在调节反而容易引起震荡。
因此控制中用平均电流也控制，更容易得到无刷电机应有的效果。因此对采集瞬时电流的系统，要对电流进行数字滤波得到平均值后在控制电流环。如果对价格敏感的系统，直接采用硬件滤波在控制电流也是恰当的，这样子省去了MCU要求AD较快切要与PWM配合的麻烦。

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