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采用8位微控制器实现无传感器磁场定向控制
发布时间:2021-12-22 01:26
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本文摘要:由于具备更高的效率、更佳的动态号召以及更加小的扭矩波动,磁场定向掌控(FOC)于是以更加多地被应用于消费和工业电机中。 定向掌控无传感磁场 由于具备更高的效率、更佳的动态号召以及更加小的扭矩波动,磁场定向掌控(FOC)于是以更加多地被应用于消费和工业电机中。 使用英飞凌8位微控制器XC886和XC888构建无传感器FOC技术(当输入15kHzPWM载频和133ms电流掌控响应时间时)只必须闲置58%的CPU负荷,就不足以符合特定功能应用于的市场需求。

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由于具备更高的效率、更佳的动态号召以及更加小的扭矩波动,磁场定向掌控(FOC)于是以更加多地被应用于消费和工业电机中。  定向掌控无传感磁场  由于具备更高的效率、更佳的动态号召以及更加小的扭矩波动,磁场定向掌控(FOC)于是以更加多地被应用于消费和工业电机中。

使用英飞凌8位微控制器XC886和XC888构建无传感器FOC技术(当输入15kHzPWM载频和133ms电流掌控响应时间时)只必须闲置58%的CPU负荷,就不足以符合特定功能应用于的市场需求。经过高度优化的PWM单元CAPCOM6E能启动时模数转换器来测量单直流母线电阻上的电流,为能在标准的8位微控制器上构建无传感器FOC建构了条件。

16位无传感器FOC算法仅有由片上嵌入的协处理器MDU和CORDIC(矢量计算机)以及8051相容CPU的牵头应用于就可以构建。MDU是一个16位乘法和乘法单元,CORDIC是一个专用于矢量转动和角度计算出来的16位协处理器。  在英飞凌8位微控制器XC886和XC888上构建的无传感器磁场定向掌控,能为电器制造商所面对的能耗拒绝和定价压力获取极致的解决方案。和大多数使用软编码方式构建的其它类型的FOC有所不同,基于XC886/8微控制器的解决方案具备软件反复编程能力所带给的可选优势,能向用户获取灵活性多变的应用于自由选择。

  无传感器的磁场定向掌控  磁场定向控制算法必须转子方位的信息。转子方位可以通过诸如编码器或转动变压器等方位传感器来取得。

另一种更加省成本的方法是用作无刷直流电机(BLDC)的无传感器FOC。这一方法是基于转子永磁体与定子磁场的相互作用而构建的。  为了确认转子的实际角度,能通过对特定的电压分数来获得磁通量矢量。  基于特定微分方程的电压模型只是转动场电机的一个非常简单模型。

定子的电流矢量i_s必须相电流的精确测量。用一个截止频率很低的低通滤波器来替换电流矢量能修改分数。

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  在标准8位微控制器上构建的无传感器磁场定向掌控(FOC)能以大于的系统代价取得正弦牵引的全部优势。当在直流环节中只用于单个电阻取样来提供相电流时,对较慢准确的模数转换有很严苛的拒绝。相电流必需在直流母线电流信号(三相空间矢量脉冲宽度调制的号召)外被修复。

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  空间矢量是一条中心点能在空间中浮动的正弦曲线。三相空间矢量由一个可以被拆分出六部分的六边形来回应。电压空间中的任何一条矢量都包括来自其中一相的实电压和来自另外两相的虚直角电压。空间矢量算法将确认正处于第一、第二个有效地状态以及违宪状态的时间,从而获得所需的空间矢量的幅度和角度。

参看图1中的实例。第一个有效地状态(bf)的时间为TU,第二个有效地状态的时间(ce)为T-W,违宪状态的时间为T0,其不会经常出现两次,第一次经常出现在(000)矢量方位(ag),第二次经常出现在(111)矢量方位(d)。  为了在直流母线电流外修复相电流,必需在有效地状态期间启动时模数转换器。极致的正弦牵引拒绝空间矢量也能准确地指向六边形的交角处。

这样在直流环节上就只有一路相电流被测量,并且也只有一路相电流被修复。但是FOC算法本身不容许经常出现这一情况。因此必需使用空间矢量脉冲宽度调制来避免六边形的交角。

交角的避免不会造成输入信号中经常出现一些纹波,必需尽量地增大这些纹波。


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