无刷水泵控制板
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无刷电机控制器功能特点及原理

2021-05-06 15:49:13

无刷电机控制器的基本维修无刷电机控制器无刷电机控制器是可用于为三相无刷电机提供封闭回路的换向控制信号的控制装置,同时利用模式还可对电机速度进行控制并对电机进行必要的保护,无刷电机的控制器要比有刷电机控制器复杂得多。


无刷电机控制器功能特点

可进行简单的变速控制所有重要电流均由一个单独的外接电阻器决定,设置比较简单电机起动和停止可以利用电路的电源完成起动定时序列由两个电容器完成可独立运行控制功能,且外围电路简单采用了新的反电势换向技术,能提供较小的无抖动转矩可进行较大效率的控制具有换向PLC,可有效抑制PWM尖峰噪声信号


无刷电机控制器主要原理

1. 电子换向器无刷电机与有刷电机的根本区 别就在于无刷电机用电子换向器代替 了有刷电机的机械换向器,因而控制 方法也就大不相同,复杂程度明显提 高。在无刷 电机控制器中,用 6 个功率 MOSFET 管组成电子换向器。MOSFET 管 VT1、VT4 构 成无刷电机 A 相绕组的桥臂,VT3、VT6 构成无刷电机 B 相绕组 的桥臂,VT5、 VT2 构成无刷电机 C 相绕组的桥臂,在 任何情况,同一桥臂的上下两管 不能 同时导通,否则要烧坏管子。6 只功率 MOSFET 管按一定要求顺 次导通,就可实现无刷电机 A、B、C 三 相绕组的轮 流通电,完成换相要求, 电机正常运转。 在电动车无刷电机控制器中,这 6 只功率管 有二二通电方式和三三通电 方式的运用, 二二通电方式即每一瞬 间有两只功率管同时 通电,三三通电 方式即每一瞬间有三只功率管同时通 电。对于二二通电方式,功率管 须按 VT1、VT2;VT2、VT3;VT3、VT4; VT4、VT5;VT5、VT6;VT6、VT1; VT1、VT2 的通电顺序,电机才能 正常运转。对于三三通电方式,功率 管须按 VT1、VT2、VT3; VT2、VT3、 VT4;VT3、VT4、VT5;VT4、VT5、 VT6;VT5、VT6、VT1;VT6、 VT1、 VT2; VT1、VT2 、VT3的次序通 电,电机才能正常运转。

无刷电机控制器

2. 功率管前级驱动电路功 率 管 前 级 驱动电路用来驱动 电子换向器的 6 个 MOSFET 管,由于 6 个 MOSFET 管组成 了 3 个相同的桥臂, 对这 3 个相同的桥臂 的驱动电路是相同的,因而功率 管前 级驱动电路是由 3 组相同结构的电路组 成, 3 所示的是一典型的功率管前级 驱图动电路,对于一无刷控制器,有 3 个 这样的电路,分别驱动 3 个桥臂。


3. 单片机主控电路单片机主控电路是无刷电机控制 器的核心部分,电机的霍尔信号、转 把信号、过流检 测信号、刹车信号等 都直接输入给单片机,由单片机进行 处理,并由单片机输出电子 换向器三 个桥臂的前级驱动信号, 以控制电机 的运转, 因而单片机主控电路是无刷 电 机控制器的心脏部分。 单片机 MB95F634KPMC 是无 刷电机控制器的主流控制芯 片,决定输出驱动信号的脉宽,从而 决定电机的转速。市面上电动车 的转把输出信号 电压一般在 1~4.2V, 它内部是由一个线性霍尔元件和一个磁 体组成,转动转把、磁体移动,霍尔元 件感应 变化的磁场而输出变化的电压。


4. 限速电路限速电路是通过分压电阻,减小 送入单片机的转把较高电压信号,从 而限制了速度。 中把 SPLIMT 端接 地,则 R67 与 R68 即组成分压电路,降 低转把信号(SPSIG) 送入单片机的 5 脚的电压,从而限制了电动车的较高 转速。5. 霍尔信号检测电路电阻 R31~R36、电容 C16~C18 组成霍尔信号检测输入电 路,电阻 R34~R36 形成上拉电位,电 容 C16~C18 起滤波作用,抑制干扰信 号。单片机的 15、16、17 脚 分别检测 来自电机内的三路霍尔位置信号,以 决定换相时刻。6.欠压检测电路元件 R70、R71、R72、 C23 组成电池电压检测电路,检测值送 入单片机的 3 脚,当该脚检测值低于某 一数值时,可强迫无刷电机控制器不 工作,从而起到保护电 池的作用。8. 电源电路 在无刷电机控制器中,一般需两组 电源,一个是 14V 电源供功率 MOSFET 驱 动用,另 一个是 5V 电源,供单片机、电 机霍尔、转把霍尔等电路用。14V 电源 一般由 LM317 调整管得到,5V 电源一般 由 78L05 得到。9. 限流/过流保护电路限流保护是控制无刷电机控制器 在某一较大限定电流值下工作,对于 36V 控制器,限 流值一般在 14±1A,对 于 48V 控制器限流值一般在 17±1A。限 流保护其实又是过载 保护,当上坡、 载重必然引起负载加重、电流增大, 但电流增大的极限就是限流值。


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