手電鉆PCB電路板開發(fā)無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)板智能硬件方案開發(fā)

在講直流變頻器之前，我們來了解下變頻系統(tǒng)，變頻系統(tǒng)是由變頻器和電機(jī)組成，變頻器由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元等組成。其原理是變頻器根據(jù)實(shí)際的需要將工頻電轉(zhuǎn)換為電機(jī)需要的電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速，控制轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的目的,而且，變頻器對(duì)電機(jī)的保護(hù)功能也很好，有過載報(bào)警、過流報(bào)警、過壓報(bào)警等。其控制功方式主要有V/F控制，矢量控制等，適用的場(chǎng)合比較多，而價(jià)格也比伺服控制系統(tǒng)便宜很多，變頻器可以使用專用的變頻電機(jī)，也可以使用一般的電機(jī)。

使用變頻器的目的是節(jié)能、調(diào)速、保護(hù)電機(jī)等，使用編碼器可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，但定位精度不是很高，所以像風(fēng)機(jī)、水泵、車輛等都是變頻器控制。

變頻器主要控制方式是由外部端子數(shù)字量輸入或者模擬量輸入控制，這種控制方式需要在外部做按鈕，適合控制單一的場(chǎng)合；可以由PLC進(jìn)行數(shù)字量或者模擬量控制，優(yōu)點(diǎn)是集成到PLC系統(tǒng)里，與PLC共享信息；通過通訊的方式控制轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等。優(yōu)點(diǎn)是大型系統(tǒng)里面幾乎可以共享所有的變頻器信息。并且可以模塊化控制變頻器。

了解完變頻器，接下來我們跟著沐渥科技來了解下直流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路采用IGBT模塊，IPM模塊或分立元件構(gòu)成的逆變電路連接電機(jī)作為控制流經(jīng)電機(jī)線圈的開關(guān)。IGBT模塊有的集成了三相整流橋。分立元件一般采用IGBT或MOS管(低壓居多)，逆變橋的三只上管和三只下管加1只制動(dòng)管共7只功率管。驅(qū)動(dòng)電路隔離方式采用高速光耦隔離，實(shí)現(xiàn)PWM控制信號(hào)的通斷。

直流變頻電機(jī)的特點(diǎn)：高效數(shù)字直流變頻壓縮機(jī)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在于它摒棄了原有的“交流電壓→直流電壓→交流電壓→變轉(zhuǎn)速方式交流電機(jī)”的循環(huán)工作方式，采用先進(jìn)的“交流電壓→直流電壓→變轉(zhuǎn)速方式數(shù)字電機(jī)”控制技術(shù)，減少電流在工作中轉(zhuǎn)變次數(shù)，使電能轉(zhuǎn)化效率大提高。采用直流無感FOC控制技術(shù)；風(fēng)速大小可以線性調(diào)整；面板或者遙控器控制；斷電數(shù)據(jù)記憶功能；過流 、過壓 、堵轉(zhuǎn) 、缺相等關(guān)機(jī)保護(hù)功能；溫度過高停機(jī)保護(hù)功能。

其中開關(guān)電源電路為驅(qū)動(dòng)電路、風(fēng)機(jī)、控制電路、面板等電路提供系統(tǒng)工作需要的各路低壓電源。使用開關(guān)電源主要有以下特點(diǎn):體積小,重量輕:由于沒有工頻變頻器，所以體積和重量吸有線性電源的20-30；功耗小，效率高：功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以晶體管的上功耗小，轉(zhuǎn)化效率高，一般為60-70，而線性電源只有30-40。

一般根據(jù)功率要求，采用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。由于單端反激變換器在小功率開關(guān)電源設(shè)計(jì)中應(yīng)用非常廣泛，且多路輸出較方便，無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的開關(guān)電源主要采用這種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（沐渥科技采用的就是這種）。

控制電路由處理器在無刷電機(jī)控制系統(tǒng)中起核心控制作用，需要完成控制功率管開關(guān)，檢測(cè)(轉(zhuǎn)速，電流，角度等)，處理(內(nèi)部管理，算法)等各項(xiàng)工作，這些功能的實(shí)現(xiàn)需要計(jì)算性能非常好的處理器。處理器的選擇一般包括單片機(jī)，DSP，STM32等作為主控制器。用戶接口:顯示和通訊，多功能IO輸入輸出等都可以歸入用戶接口。顯示用來實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)信息，設(shè)置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

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