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ml4425內(nèi)置的鎖相環(huán)可實現(xiàn)無位置電機的精確換相,但其pwm穩(wěn)速控制只是-種開環(huán)pwm速度控制系統(tǒng),即電機是由固定占控制比的pwm信號控制,系統(tǒng)本身無法響應速度的變化。因此,對于穩(wěn)速精度要求很高的場所,ml4425是無法滿足要求的?;阪i相環(huán)具有頻率信號跟蹤功能,本節(jié)提出了基于ml4425的鎖相穩(wěn)速法。此方法的中心思想是利用專用bldcm控制芯片實現(xiàn)電機的pll邏輯換相,再配合外部的速度鎖相環(huán)控制電路,通過對設定的速度頻率信號跟蹤,實現(xiàn)電機高速高精度的穩(wěn)速控制。 ml4425在加速狀態(tài)下,上三橋hc、hb、ha和下三橋la、lb、lc按照固定的邏輯換相順序發(fā)出驅(qū)動信號,在此階段,上橋和下橋的占空比均為100%,即單純的邏輯換相信號。因此,在此階段引人鎖相環(huán)電路是較理想的。由于ml4425加速狀態(tài)完成以后即進入pwm調(diào)速階段,并產(chǎn)生固定的pwm信號控制電機運轉,因此為了使鎖相環(huán)不受此影響,必須設法使ml4425一直工作在加速狀態(tài)下,不進人pwm調(diào)速階段,根據(jù)ml4425本身的特性,只需保證ml4425的速度設定電壓大于參考電壓,即可使電機一直工作在加速狀態(tài)下。為達到上述目的,本節(jié)使設定電
由于tda5142t只能驅(qū)動額定電壓18v以下的無位置傳感器電機,對于以tda5142t為控制器的永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)不適合額定電壓18v,所以本節(jié)以ml44255作為無位置傳感器永磁無刷直流電機的主控制芯片。ml4425是microlinear公司推出的一種智能型無位置傳感器永磁無刷電機控制器專用電路。該電路內(nèi)置起動電路、鎖相環(huán)邏輯換相電路、pwm速度控制電路和過電流保護電路。該芯片集成度高,應用范圍廣,適合各種負載和電壓的δ形或y形繞組的無刷電機控制系統(tǒng)。 ml4425還具有以下特點: 1)通過采用pll換相技術,防止了pwm尖峰脈沖的噪聲干擾,可實現(xiàn)電機精確的換相控制; 2)內(nèi)具專門的反電動勢采樣電路,可方便無位置傳感器電機的位置信號檢測; 3)具有過電流、限流保護功能; 4)ml4425是一種非常靈活的集成化電路,對于不同無位置傳感器永磁無刷直流電機來說,只需對ml4425外圍電容、電阻進行相應的改變,即可滿足各自系統(tǒng)的要求; 5)頻率可設定的鋸齒波振蕩器和pwm比較器為電機速度反饋提供了輸人端,使電機鎖相穩(wěn)速成為可能; 6)芯片所需電壓為
由于ml4425采用pll換相,因此電機能否成功起動與pll內(nèi)部元件有很大的關系。如前所述,ml4425的pll換相控制主要由采樣器、環(huán)路低通濾波器、壓控振蕩器vco和相位交換機組成。ml4425的vc0敏感的最低輸人電壓為0.5v,但對于高速電機來說,由于其起動校準時,給vc0輸人的電壓低于0.5v,因此高速電機不易直接起動,以下將以4對極、rpmmax=30000r/min電機說明。 對于上述電機,根據(jù)前文所述,當電機在vrc=7v時,n=30000r/min。當rvco=80.5kω時,vc0電容cvco、vc0增益kvco和vc0頻率fvco分別為 很顯然,對于任何電機,在剛起動校準完后是不可能達到此轉速的,即無法使壓控振蕩器正常起振。因此,對于高速電機來說,若壓控振蕩器直接接一小電容是無法起動的,必須采用別的方法而使電機正常起動。 理論上我們可以采用電容切換法使高速電機起動。所謂電容切換法,是指先采用大的vc0電容使高速電機起動,當電機起動完以后再切換至所要求的小的vco電容,以保證電機順利轉到預定最大轉速。但實際中發(fā)現(xiàn),采用電容切換法并不成功,因為電容是一種充
,才有可能被瑣定。顯然,不論是有位置傳感器電機的鎖相穩(wěn)速,還是無位置傳感器電機的鎖相穩(wěn)速,它們的鎖相穩(wěn)速電路只是最基本的鎖相環(huán)穩(wěn)速控制電路。實驗中,必須使電機加速至鎖相穩(wěn)速范圍,并在鎖相范圍內(nèi)把電機由電流環(huán)或雙閉環(huán)控制切換至鎖相環(huán),以使電機正確鎖相,其調(diào)節(jié)過程不僅復雜,而且電機進人鎖相穩(wěn)速點很慢。因此,對于應用于航天領域的磁懸浮控制力矩陀螺電機來說,這種鎖相穩(wěn)速是不適合的。為此,本節(jié)以下將對高速高精度無刷直流電機的快速自動穩(wěn)速系統(tǒng)進行重點介紹,由于有位置電機控制器mc33035和無位置電機控制器ml4425在自動鎖相穩(wěn)速原理相同,所以下面將以lvll4425為例進行說明。 實驗中,若直接用鎖相環(huán)控制電機穩(wěn)速,則鎖相環(huán)剛開始時輸出電流將很大;而且由于控制力矩陀螺的慣性量很大,在進人鎖相范圍以后,鎖相環(huán)調(diào)節(jié)速度較慢,若不使用其他方法,一般很難真正鎖住,更不用說實現(xiàn)電機快速和精確的鎖相穩(wěn)速。為解決上述問題,本節(jié)設計了電流環(huán)和快速鎖相穩(wěn)速環(huán)雙閉環(huán)系統(tǒng)。電流環(huán)用于保證系統(tǒng)在起制動或突然加載時具有良好的機械特性,快速鎖相穩(wěn)速環(huán)則使電機快速而精確地進入鎖相穩(wěn)速點,具體原理如圖1所示。 圖1 高速
對于三相無刷直流電機來說,為使電機朝同一方向運轉,必須按一定順序?qū)ㄈ嗄孀儤蛞幌嗟膎極和另一相的p極。對于ml4425來說,它采用鎖相環(huán)技術達到精確的換相,其原理如圖1所示。 圖1 pll反電動勢換相原理電路 ml4425芯片反電動勢pll換相電路由反電動勢采樣電路、壓控振蕩器(vco)、環(huán)路濾波器及換相狀態(tài)機組成。整個電路是根據(jù)電機不導通相繞組的反電動勢與中線電位相交點是該時刻的換相點的原理設計而成。反電動勢采樣電路由多路開關、中點模擬電路、符號變換電路組成,目的是獲取每時刻高阻態(tài)繞組反電動勢與中線電壓的換相誤差信號。vco則用于把換相誤差信號轉變?yōu)轭l率信號,以控制多路開關和換相狀態(tài)機運作,從而獲得準確的換相時序信號。換相狀態(tài)機內(nèi)置7種確定的換相邏輯,其中r狀態(tài)只在復位校準時起作用,其他6種(a,b,c,d,e,f)狀態(tài)在vc0輸出頻率信號激勵下按確定的順序輪流輸出。換相狀態(tài)機在每輸人一個脈沖激勵下,即輸出一種換相信號,同時選出高阻態(tài)的繞組,以控制多路開關正確運作。整個反電動勢pll換相過程如下:高阻態(tài)繞組反電動勢與中線電壓相減后,得到換相誤差信號,該誤差信號通過跨導
由于ML4425采用PLL換相,因此電機能否成功起動與PLL內(nèi)部元件有很大的關系。如前所述,ML4425的PLL換相控制主要由采樣器、環(huán)路低通濾波器、壓控振蕩器VCO和相位交換機組成。ML4425的VC0敏感的輸人電壓為0.5V,但對于高...
ML4425起動過程分為三個階段:校準、加速、運轉幾個階段。校準是為了使電機處于復位狀態(tài),在校準階段,通過導通上橋HA、Ha和下橋LB使轉子向前移動30°電角度,如表6-1中的R狀態(tài)所示。對于不同的電機和負載,電機達到...
ML4425是一種非常靈活的集成電路,對于不同無位置傳感器永磁無刷直流電機來說,只需對ML4425外圍電容、電阻進行相應的改變,即可滿足各自系統(tǒng)的要求。以下將重點對起動參數(shù)、VC0濾波參數(shù)和速度閉環(huán)補償參數(shù)重點介紹,...
ML4425通過內(nèi)設的PWM電流比較器來控制過電流保護,其原理電路如圖1所示。外接逆變橋經(jīng)一電阻RSENSE接地,作電流采樣,輸人給比較器的負端ISENSE。比較器的正端相當于接有460mV的基準電壓,作為...
對于三相無刷直流電機來說,為使電機朝同一方向運轉,必須按一定順序?qū)ㄈ嗄孀儤蛞幌嗟腘極和另一相的P極。對于ML4425來說,它采用鎖相環(huán)技術達到精確的換相,其原理如圖1所示。