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ot;display: block;">  電已成為環(huán)境保護浪潮中的重要一環(huán)。在家電和工業(yè)控制中所使用的電動機驅(qū)動系統(tǒng)是耗電大戶,其中大多數(shù)電機通常工作在非控方式,因而效率很低。隨著半導(dǎo)體工業(yè),特別是大功率電子器件及微控制器的發(fā)展,使變速驅(qū)動變得更加現(xiàn)實且成本更低。目前,變速驅(qū)動不僅在特殊專用及大功率/高效率的工業(yè)控制如機床。升降機中使用,而且越來越多地應(yīng)用到家用電器中,如洗衣機、壓縮機、小電泵、空調(diào)器等。這些由微控制器的高精密算法控制的驅(qū)動方式為各種應(yīng)用帶來了許多的優(yōu)點:系統(tǒng)效率提高-變速控制可降低電機的無用功率。

性能改善-數(shù)字控制方式可實現(xiàn)多種功能,如智能數(shù)字閉環(huán)控制,變頻頻率波形速形,故障容忍,及同其它系統(tǒng)進(jìn)行通訊等。

機電能量轉(zhuǎn)換簡化-變速驅(qū)動可避免使用轉(zhuǎn)換器,變速箱等。

軟件升級簡單-由于具有閃速存儲器的微控制器系統(tǒng),可根據(jù)需要迅速地改變算法和控制變量。

隨著變速驅(qū)動的引入,系統(tǒng)的復(fù)雜程度也將相應(yīng)增加。但在各種具體應(yīng)用中,一個基本的要求就是總成本必須控制在一個合理的范圍內(nèi)。在大多數(shù)系統(tǒng)中,特別是家用電器,總成本必須同非控系統(tǒng)價格相當(dāng)。

本文主要介紹采用摩托羅拉單片機實現(xiàn)低成本三相交流電機,三相直流無刷電機和通用電機的控制設(shè)計實例。

無傳感器的相位角通用電機驅(qū)動

基于MC68HC05JJ6/MC68HC705JJ7單片機和MAC4DC可控硅的低成本相位角電機控制驅(qū)動系統(tǒng)示于圖1。低成本單相功率控制板專門適用于轉(zhuǎn)速從3000rpm到10000rpm的通用無刷電機。目前此類電機廣泛用作家用電器中的馬達(dá),例如:真空吸塵器、洗碗機、手持電動工具及食品加工機。其工作模式為閉環(huán)調(diào)速。相對于常用的在電機軸上加裝轉(zhuǎn)速計的方案,所述電路則為一個無轉(zhuǎn)速計的方案,轉(zhuǎn)速的測量是由單片機沒量電機電流來間接完成的。

無傳感器相位角驅(qū)動

電路的設(shè)計充分利用了單片機的資源從而使其原理圖相當(dāng)簡單。這種低成本的單片機功能很強,足以完成驅(qū)動閉環(huán)無傳感器相位角控制系統(tǒng)的所有工作。所有的功能僅由兩種集成電路及很少的外圍器件即可完成。因而使之成為電路板設(shè)計緊湊,且具有很好經(jīng)濟性的方案。

這種設(shè)計的目的之一就是要在不使用轉(zhuǎn)速計的情況下實現(xiàn)通用電機的低成本環(huán)速度控制。圖1所示即為其電原理圖。這種無傳感器相位解驅(qū)動僅需兩塊集成電路,即一個單片機和一個運算放大器。

由圖可見系統(tǒng)包含以下幾個部分:單片機,電源,同步器,電流檢測,功率器件。

應(yīng)特別注意的是電流檢測和計算。因為此信號對無傳感器算法十分重要。因此應(yīng)選用具有非接地輸入和高噪聲抑制的差分運放。

無傳感器算法