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直流无刷电机启动及转速调节策略详解

【直流无刷电机启动及转速调节策略详解】由直流无刷电机运行特性可知 ， 如果启动策略欠妥 ， 可能导致产生远超出正常电流的启动电流 ， 以致损坏硬件电路；也可能因启动电流小 ， 导致电磁转矩偏低 ， 电机启动困难 ， 启动时间长等问题 。
在直流无刷电机转速单闭环调速系统中 ， 电枢电流通常也不可测 。为保证系统的可靠运行 ， 电机通常空载或轻载启动 。PWM占空比从一个较小的足以克服负载转矩的值开始逐渐上升 ， 直至达到设定转速 。然后 ， 控制系统才转换到正常的转速闭环控制 。PWM占空比的缓慢提升相当于缓慢增加施加于电机电枢电压 ， 从而使启动电流被限制在一个合适的水平 。50至几百毫秒的软启动时间一般足以限制启动电流的冲击 。

直流无刷电机启动及转速调节策略详解
文章插图


以驱动风机为例 ， 直流无刷电机PWM方式启动过程可分为三个过程 。
①转子定位：视负载大小选择启动转矩 。再计算电枢电压从而确定启动PWM占空比 。换相电路输出特定相电压 ， 直到转子旋转到特定位置 。
②斜坡升速：换相电路根据检测到的位置信号开始换相 ， 并开始转速测量 。根据实测转速推算负载转矩 ， 并结合要求的升速时间确定所需电磁转矩 。再计算对应的电枢电流 。最后计算新占空比值并输出 。如此重复直至启动过程结束 。
③正常运行：系统进入闭环运行状态 ， 占空比由转速PID运算确定 。
总之 ， 转速单闭环系统具有系统简单、成本低廉等优点 。但因电流不可控 ， 系统动态性能欠佳 ， 不适用于有频繁启停要求的应用场合 。


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