小,直至电机由静止变为转动或南转动变为静止,则最后一次换电容之前的值即为****起动电容值。
需要注意的是,起动电容过大,电机也能正常运转,但起动时间拉长,起动时效率降低。
19脚的cRT和21脚的CRR的大小影响的是电机由复位校准状态加速到PwM稳定控制状态这一过程。前者决定时间,电容越大,时间越长;后者决定加速度,电容越大,加速度越小。二者的初始值都可先设为lμF再在试验中根据实际情况调整。
本实验中,三个初没参数均合适。
1。2 vcO滤波电路参数的选取
VcO滤波电路是整个反电动势PLL换相电路的重要组成部分,它用于滤除鉴相器输出电流中的****组合频率和其他干扰分量,并保持PLL换相电路的稳定。滤波网络电路如图1所示,参数可按下式计算。
1.3速度闭环补偿参数的选取
脚5通过串接电阻、电容形成对电机速度的闭环补偿使系统运行稳定。R、c参数的大小,决定电机调速的动态响应:可初选R=51 kΩ、c=1 kΩ,在线路调试中再作优化。
2控制电路设计
2.1稳压电路设计
系统功率桥供电电压为24 V,而M14425的电压为12 v,需要进行稳压电路设计,本系统中采用LM7812,如图2所示。
2.2三相功率桥及其驱动线路设计由于MM425的A、B、c三相上桥臂驱动信号为低电平有效,故选三相功率桥的上桥臂功率管为P沟道MOS功率管IRFR9120;而MM425的A、B、c三相下桥臂驱动信号为高电平有效,故选三相功率桥的下桥臂为N沟道MOs功率管IRFRl20。在由ML4425输出的触发脉冲信号中,输出高电平为“v,低电平为O.5 V,故可直接用MI_4425的低边触发器输出信号驱动三相功率桥的_F桥臂功率管;同时由于三相桥的直流母线电压为24 V,ML4425的高边驱动器无论输出高电平(11 V)或低电平(0.5 v),上桥臂MOs管将始终处于导通状态。故需在ML4425的高边驱动器引脚与上桥臂MOs管的栅极间加一缓冲驱动极,使高边驱动器为低电平时
上桥臂MOs管导通,反之则不导通。
从使设计线路简单,降低控制器的成本的角度出发,本设计采用i极管直接作为三相上桥臂的高端缓冲器:如图3所示。
2.3电机平稳起停电路设计
在用M14425芯片控制无刷直流电机时,存在两个问题:
1)MI4425只有在上电时能够进入校准模式,而在芯片正常工作下无法进入校准模式,从而无法重新起动电机。
2)刹车引脚为低电平时,会使电机突然停下,容易造成电机系统过大的冲击。
为了解决以上问题,特设计了一种较简单的电路,使电机在刹车时,等待电机降到较低转速时,才使刹车引脚起作用,避免对电机造成过大的冲击,同时在电机制动之后,使控制系统自行进入到校准模式,为电机的重起作准备,从而实现电机能够较平稳起停。
该电路及实现原理如下:
要实现电机的平稳起停,获得有效的电机转速信号是关键。而ML4425的VOc/TAcH引脚,在电机正常运转时输出电机换向方波,换向方波的频率与电机转速成正比;在电机停转时,输出高电平。如图4所示,将换向方波信号转换为模拟速度反馈信号,voc/TAcH输出的方波信号经过三极管反向对电容c、进行充放电,从而维持speed电平vb在当电机以较高速率运行时,脚VOc/TAcH输出的换向方波信号频率较高,从而维持vb在一个较高值,从而使比较器输出一端一直处于集电极开路状态,这样引脚及引脚皆保持在高电平,而不受比较器影响。当点击速度较低时,脚VOc/TAcH输出的换向方波信号频率较低,电压vb波动较大,当电压最小值小于比较器的比较电平时(1.1 V),引脚及引脚皆被设置在低电平,电机制动。电机制动后,vOc/TAcH输出为高电平,三极管保持在导通状态,¨、电压一直保持为低电平(O.7 V左右),而使刹车状态稳定。
要重起电机时,可调节speed set电压,使之大于比较电平时,比较器l、2集电极均开路,BRAKE引脚冈为芯片内部有上拉电阻,所以立即变为高电平,退出刹车状态,此时cAT引脚仍为低电平,芯片内部有一750 nA的恒流源为其充电,芯片进入校准状态。
充放电回路方程如下:
、
3实验验证
本实验所选电机额定电压24 v,额定转速2500 r/mint,****转速3200 r/min。实验所测的波形如下:
由图6和图7可见电机运转稳定。电机的闭环负载调速特性如图8所示,调速特性曲线近乎一条直线,即给定电压和转速是线性关系,可以实现平滑调速。
4结论
从实验波形可以看出,换相点准确,时序正确,电机运转平滑,所以控制方法有效。将该控制器用于控制电动油泵用的无位置传感器无刷直流电机即可以降低成本的同时,又能保证系统具有较优的性能。同时该控制系统也对无位置传感器无刷直流电机系统的研究有一定的参考和应用价值。