BLDC(無(wú)刷直流電機(jī))和PMSM(永磁同步電機(jī))的驅(qū)動(dòng)采用FOC算法來(lái)實(shí)現(xiàn)成為越來(lái)越多人的選擇。硬件上采用三相逆變橋臂來(lái)對(duì)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),如下圖:
雙電阻采樣:
FOC的基本控制算法如下圖。
低側(cè)電流感應(yīng)拓?fù)涫褂梦挥谙嗟撞炕蛑绷骺偩€(xiàn)返回路徑的電阻器來(lái)測(cè)量流過(guò)相的電流。無(wú)論使用何種電阻器配置(單電阻、雙電阻或者三電阻采樣),電流只能在下部開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)測(cè)量。電流信號(hào)必須干凈才能正確采樣電流。干凈的電流信號(hào)或電流信號(hào)的表示必須沒(méi)有振鈴或噪聲。本文主要講到雙電阻和單電阻電流測(cè)量技術(shù)(三電阻采樣就不再講了,現(xiàn)在基本上沒(méi)人用了)。
雙電阻采用需要對(duì)電機(jī)的a,b相電流進(jìn)行采樣,
其中c項(xiàng)電流Ic+Ia+Ib=0,計(jì)算出c項(xiàng)電流,再根據(jù)Clarke變換和park變換得到Id和Iq。從而進(jìn)行FOC算法控制(具體FOC算法的控制原理,本文不再贅述,這個(gè)網(wǎng)上資料很多)。
單電阻采樣:
單電阻采用是對(duì)單相的電流進(jìn)行采樣,三相的負(fù)端直接短接,短接后再通過(guò)采樣電阻進(jìn)行采樣控制。
在開(kāi)A相橋臂上管和B、C橋臂下管時(shí)即(100)如下圖
電流流向如下圖,從A相繞組進(jìn),B、C繞組出,Idc=+Ia。
在開(kāi)A、B相橋臂上管和C橋臂下管時(shí)即(110)如下圖,Idc=-Ic。
令A(yù)橋臂為AH,B橋臂為BH,C橋臂為CH,上管開(kāi)時(shí)為1,下管開(kāi)時(shí)為0??梢缘贸鱿卤?,計(jì)算出Idc的實(shí)時(shí)電流等于多少。從而計(jì)算出Ia、Ib、Ic三相電機(jī)繞組電流,再進(jìn)行FOC算法控制。
優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
相較于單電阻采樣,雙電阻采樣的更成熟,算法控制魯棒性更強(qiáng)。單電阻采樣對(duì)控制算法要求更高,魯棒性稍差,但是成本更低。
不管是單電阻采樣還是雙電阻采樣,無(wú)傳感器FOC算法里面其實(shí)還有一個(gè)觀(guān)測(cè)器(主要跟蹤轉(zhuǎn)子和定子的角度),采用觀(guān)測(cè)器算法才能實(shí)現(xiàn)無(wú)傳感器FOC(以后再和大家分享)。
申明:由于本人水平一般,分享的知識(shí)有誤,或者采用的方案不夠好的,歡迎各路大神指正批評(píng),給大家?guī)?lái)的不便,敬請(qǐng)諒解,本文觀(guān)點(diǎn)僅供參考。