无刷直流电机具有出力大、效率高、结构简单、维护少及可靠性高等特点,因此在工业控制、自动化装置、航空航天等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。本文介绍一种单片机ST72141IK可实现无转子位置传感器无刷直流电动机的精确控制,无需霍尔传感器,只需通过三个电阻将电机的三相绕组直接与单片机的输入接口相连即可得到电机转子的位置信息,简化了系统结构及控制策略,降低了系统成本,具有结构简单可靠、易于实现等特点。

2典型应用ST72141K对无位置传感器无刷直流电机的驱动主要由片内集成的电机控制器来完成。电机控制器由反电势过零控制器、延时管理器、脉宽调制管理器及通道管理器等四部分组成。典型应用电路原理图如下图所示。该系统可工作于电压采用ST72141K的无传感器无刷直流电机驱动电路原理图读者园地或电流调节模式下,电机为三相四线星形连接,主回路为交一直一交流变换,逆变回路功率模块Mi-Mf,选用功率MOS-FET模块,门极驱动为高压驱动器L6386,采用泵升及高压浮动技术完成高压侧功率模块的驱动,输入为TTL/CMOS逻辑信号,耐压高至600V且具有快速过流保护功能。R2为直流回路电流取样电阻,R34.R35.R36为反电动势取样电阻,C9为-R28等电阻值设定,其表达式如下式所示。

由于在无传感器模式下通过检测反电动势过零确定转子位置,当转子静止或转速较低时,反电动势信号为零或幅值太小而无法被电机控制器检测,因此必须采用“三段式”

131起动方式来起动电机。具体地,首先通过给电枢绕组通特定的电压信号使转子自动转到特定、己知的位置,这个过程称之为转子定位;当转子到达预定的位置时,改变电枢绕组的电压信号强迫电机以同步运行方式加速;随着转速的增加,反电动势的幅值也随之增加,一旦电机控制器检测到过零事件的发生,单电机便自动切换至自换相方式运行。

3结论ST72141K是一种专门用于无刷直流电机驱动的单片机,片内集成专门的电机控制模块,特别适用于星形连接绕组带中性线的无传感器永磁电机的控制,可在带限流的调压模式或直接调节电流的电流模下工作。该单片机基于标准8位内核,具有扩展指令集和多种寻址方式,使得应用程序代码的设计简洁、高效。ST72141K简化了永磁电机的控制,降低了系统成本,具有一定的应用价值。

他励式直流伺服电机的测试技巧张文海1用触动电流法计算静摩檫力矩一些他励式直流伺服电动机,出厂检验中有静摩擦力矩要求。测试静摩擦力矩,只要有力矩盘,用砝码或弹簧秤便可进行,而采用测触动电流法计算静摩擦力矩,则可使测试变得更简便,测试方法和步骤如下:电机在额定励磁和额定电枢电压下,使电机空载运根据测得的n和此时的电枢电压Ua计算出额定电压下的反电势系数KeKe=U/n.保持励磁电压不变,调节电枢电压,由零慢慢升高,到电机刚刚触动为止,读出触动瞬间的触动电流Ia―周内多测几点,取最大触动点的触动电流Ia作为计算值,公式为;a为触动电流,(A)公式的理论根据是:电机在低压下的触动力矩,完全用于克服电机的静摩擦力矩。因此,电机在触动瞬间的触动力矩,就全等于电机的静摩擦力矩。:K(a为电机临界制动每分钟1转时的输出功率;为功率一静摩擦力矩经验转换系数,它由功率一力矩转换系数9.55变化而来。下面是两种他励式直流伺服电机实测与计算静摩擦力矩数据表,由此验正公式的准确性。

从表中数据可知,实测值与计算值比较接近。虽然S― 369相差稍大,但在静摩擦力矩测试中也是认可的。不管用哪种测试方法,要找准最大静摩擦力矩点有困难,因此静摩擦力矩测试,一般只能达到近似准确,不能达到完全绝对准确。

电机励磁电压(V)电枢电压(V)空载转速(r/min)触动电流(A)反电势系数(V/rmin二者差(Nm)准确度(%)另外,使用该法应注意下列问题:测试反电势系数Ke不一定要在额定励磁电压下进行,也可以在其它任何励磁电压下测试,但在测试触动电流Ia时,必须保持同一励磁电压,否则反电势系数Ke会变化,计算的静摩擦力矩就不准确。

不可用测触动电压法代替静摩擦力矩测试该法只适用于他励式直流电动机,不适用于其它电动机,如永磁直流电动机等。

2改制高灵敏度继电器作励磁电流保护在他励式直流电动机测试中,一旦疏忽,会造成励磁失压,而引发事故。当然,要实现励磁电流保护并不困难,只要有一只直流电流继电器安装在励磁回路中,便可达到保护电枢的目的。但适合的直流电流继电器并不好找。为此,我们将直流高灵敏度继电器R―3改装成直流电流继电器,效果良好。R―3原吸合电流30mA,线绕制匝数6467匝。我们需要对两种电机的励磁电流进行控制,一种为60mA另一种为200mA为了保险,将继电器的吸合电流设计为50mA、190mA两种,抽头式。因原吸合安匝为0. 6467=194由此算出50mA应绕制线3880匝;190mA应绕制线1021匝。这样,在R―3折除的线框架上,用Y0.21mm漆包线绕制1021匝抽头作200mA控制头,再用Y0. 1mm漆包线加绕2859匝,总共3880匝,作60mA控制头。
 
 
来源:网络