淺談直流電機的控制原理是什麼
釋出時間▩↟◕↟：2021-08-07 05:31:58 瀏覽次數: 1265次
關於直流電機的相關知識我們真的講了不少了✘☁••，為了加深大家對於直流電機的認識✘☁••，那麼接下來我們再為大家講述一下直流電機的控制原理是什麼吧✘☁••，對此請看下面的闡述吧▩↟◕↟：
直流無刷電機的控制原理✘☁••，要讓電機轉動起來✘☁••，首先控制部就必須根據hall-sensor感應到的電機轉子所在位置✘☁••，然後依照定子繞線決定開啟(或關閉)換流器(inverter)中功率電晶體的順序✘☁••，inverter中之AH▩▩↟、BH▩▩↟、CH(這些稱為上臂功率電晶體)及AL▩▩↟、BL▩▩↟、CL(這些稱為下臂功率電晶體)✘☁••，使電流依序流經電機線圈產生順向(或逆向)旋轉磁場✘☁••，並與轉子的磁鐵相互作用✘☁••，如此就能使電機順時/逆時轉動↟▩↟。當電機轉子轉動到hall-sensor感應出另一組訊號的位置時✘☁••，控制部又再開啟下一組功率電晶體✘☁••，如此迴圈電機就可以依同一方向繼續轉動直到控制部決定要電機轉子停止則關閉功率電晶體(或只開下臂功率電晶體)；要電機轉子反向則功率電晶體開啟順序相反↟▩↟。
基本上功率電晶體的開法可舉例如下▩↟◕↟：AH▩▩↟、BL一組→AH▩▩↟、CL一組→BH▩▩↟、CL一組→BH▩▩↟、AL一組→CH▩▩↟、AL一組→CH▩▩↟、BL一組✘☁••，但絕不能開成AH▩▩↟、AL或BH▩▩↟、BL或CH▩▩↟、CL↟▩↟。此外因為電子零件總有開關的響應時間✘☁••，所以功率電晶體在關與開的交錯時間要將零件的響應時間考慮進去✘☁••，否則當上臂(或下臂)尚未完全關閉✘☁••，下臂(或上臂)就已開啟✘☁••，結果就造成上▩▩↟、下臂短路而使功率電晶體燒燬↟▩↟。
當電機轉動起來✘☁••，控制部會再根據驅動器設定的速度及加/減速率所組成的命令(Command)與hall-sensor訊號變化的速度加以比對(或由軟體運算)再來決定由下一組(AH▩▩↟、BL或AH▩▩↟、CL或BH▩▩↟、CL或……)開關導通✘☁••，以及導通時間長短↟▩↟。速度不夠則開長✘☁••，速度過頭則減短✘☁••，此部份工作就由PWM來完成↟▩↟。PWM是決定電機轉速快或慢的方式✘☁••，如何產生這樣的PWM才是要達到較精準速度控制的核心↟▩↟。
高轉速的速度控制必須考慮到系統的CLOCK 解析度是否足以掌握處理軟體指令的時間✘☁••，另外對於hall-sensor訊號變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確性▩▩↟、 實時性↟▩↟。至於低轉速的速度控制尤其是低速起動則因為回傳的hall-sensor訊號變化變得更慢✘☁••，怎樣擷取訊號方式▩▩↟、處理時機以及根據電機特性適當配置控制引數值就顯得非常重要↟▩↟。或者速度回傳改變以encoder變化為參考✘☁••，使訊號解析度增加以期得到更佳的控制↟▩↟。電機能夠運轉順暢而且響應良好✘☁••，P.I.D.控制的恰當與否也無法忽視↟▩↟。之前提到直流無刷電機是閉迴路控制✘☁••，因此回授訊號就等於是告訴控制部電機轉速距離目標速度還差多少✘☁••，這就是誤差(Error)↟▩↟。知道了誤差自然就要補償✘☁••，方式有傳統的工程控制如P.I.D.控制↟▩↟。但控制的狀態及環境其實是複雜多變的✘☁••，若要控制的堅固耐用則要考慮的因素恐怕不是傳統的工程控制能完全掌握✘☁••，所以模糊控制▩▩↟、專家系統及神經網路也將被納入成為智慧型P.I.D.控制的重要理論↟▩↟。
本期的主要內容是這些了↟▩↟。對此感興趣的可以再深入的瞭解一下哦↟▩↟。
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