有傳感器的無刷直流電機驅動器如何檢測轉子的位置？
無刷直流電機實際上屬于交流電機類別，因為這些電機的繞組承載交流電(AC)；然而，世界上幾乎所有的無刷直流電機都由電池或直流電源供電。電機驅動器在無刷直流電機的優(yōu)化運行中起著關鍵作用，因為它們用于控制電流流入電機線圈的方向和時間。它們通常也被稱為逆變器，因為它們負責直流到交流的轉換。
一、無刷直流電機和驅動器概述：
無刷直流電機或無刷DC電機是一種無刷電機。永磁無刷直流電機以其高效率和緊湊封裝的高可靠性而聞名，線圈中的換向通過逆變橋以電子方式進行。這些特點意味著無刷直流電機非常適合各種關鍵應用，如醫(yī)療輸液泵、航空航天和國防(A&D)以及機器人。
下圖顯示了帶電機的無刷直流驅動器的典型框圖。驅動器可以被概念化為由兩個主要部分組成:電源電路和控制電路。
控制電路是司機的大腦。它生成所需的命令(開關信號)，然后由電源電路執(zhí)行。電機繞組中電流的轉換稱為換向。換向邏輯是無刷直流驅動器性能的一個重要方面，對電機性能有重大影響。通過使用諸如ASIC(專用集成芯片)或微控制器的數(shù)字計算設備，在控制電路中實現(xiàn)換向邏輯。
驅動器中的電源電路由處理用于驅動電機的主電源的部件組成。如晶閘管、MOSFET和IGBT之類的主功率開關器件用于設計遵循從控制電路接收的命令的功率電路。
二、有傳感器和無傳感器無刷直流驅動器：
永磁無刷直流電機屬于同步電機類別，要驅動這些電機，轉子位置信息是關鍵。根據(jù)轉子位置信息，控制電路使功率開關(MOSFET/IGBT)能夠在正確的時間切換電流并為電機所需的繞組通電-即磁鐵產生的磁場與磁場之間的夾角為90°。線圈中的電流產生的磁場。
無刷直流電機驅動器通過使用傳感器或無傳感器來檢測轉子的位置。這意味著存在兩種類型的無刷直流驅動程序：
1·感應式無刷直流驅動器。傳感器驅動器依賴于安裝在電機中的轉子位置傳感器的反饋。這些可以是霍爾傳感器（通常三個相隔120電角度放置）或更復雜的編碼器?；诨魻杺鞲衅鞣答?，決定換向步驟。
2·無傳感器無刷直流驅動器。無傳感器驅動不需要轉子位置傳感器；但是，不應假設無傳感器驅動器不需要轉子位置進行換向。在無傳感器驅動器中，實現(xiàn)了轉子位置的間接感應。使用無傳感器驅動器可簡化電機結構、降低成本并消除額外的電機接線和連接，否則這些電機將需要支持傳感器。
第一種，常用的無傳感器驅動器技術稱為反電動勢的過零檢測。在無傳感器驅動器的梯形控制情況下，一次為兩個繞組通電，監(jiān)測第三個未通電繞組上的反電動勢以確定轉子位置。這種方法的一個缺點是它在低于最低速度時不起作用，因為反電動勢電壓太小而無法感應。這意味著大多數(shù)無傳感器驅動器以開環(huán)方式運行電機，直到達到一定速度。
第二種，更復雜的無傳感器技術需要測量每相的電流和電壓以找出轉子位置。但是，這種方法僅在電機達到給定速度時才有效。
三、梯形和正弦換向：
如上所述，有傳感器和無傳感器驅動器在獲得換向轉子位置的方式上有所不同。一旦獲得轉子位置，通常有兩種換向方法：梯形和正弦。這些方法的名稱與電機繞組處的電壓信號波形有關，如圖2所示。
通過梯形換向，三個繞組中的兩個同時保持通電。在正弦換向的情況下，所有三個繞組同時通電，從而在相位之間提供更平滑的電流切換。
四、應用需求決定驅動程序選擇：
必須根據(jù)最終應用要求(如連接數(shù)量、啟動負載、轉矩脈動、響應速度和工作環(huán)境)選擇無傳感器或無傳感器驅動器以及梯形或正弦換向方式。
