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带霍尔传感器的直流无刷电机设计,120°导通控制

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霍尔传感器直流无刷电机概述:

       以下介绍带霍尔传感器的直流无刷电机设计方案,电机控制方式为120°导通控制和速度PI 控制。在此系统中,霍尔传感器检测永磁体的位置,然后单片机R7F0C807 从霍尔传感器的信号得到位置信息。

带霍尔传感器的直流无刷电机实物展示:

霍尔传感器位置和位置信号示例:

3 个霍尔传感器之间的间隔是120°,每个霍尔信号依据旋转磁极的方向进行切换。根据3个霍尔信号的状态,就能在每60°(每个周期有6 种模式)得到一次位置信息。

霍尔信号和导通模式的关系:

如果每相的导通模式按照图中霍尔信号的时序进行改变切换,那么旋转磁通就会按图4.3 那样产生,从而转子得到力矩并且旋转。

速度 PI 控制:

在本系统中,电机旋转速度的计算,是从当前定时器的计数值和2π[rad]之前的定时器计数值之差得到的。定时器计数值是通过霍尔信号触发的外部中断获得,在此期间定时器TAU02 一直进行自由计数。这种测速方法,即使3 个霍尔传感器存在位置偏差,也同样适用。

电机旋转速度的计算方法:

本系统采用PI 控制进行速度的控制。任意时刻(n),占空比的调整值由以下公式计算得到,从而实现电机旋转速度的调节。

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