直流无刷驱动器包括电源部及控制部如图 (1) :电源部提供三相电源给电机,控制部则依需求转换输入电源频率。
电源部可以直接以直流电输入(一般为24v)或以交流电输入(110v/220 v),如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器(inverter)转成3相电压来驱动电机。换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(q1~q6)分为上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供pwm(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制,所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-senso*v低压直流无刷电机,做为速度之闭回路控制,同时也做为相序控制的依据。但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为*控制。
要让电机转动起来,首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置,然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序,如 下(图二) inverter中之ah、bh、ch(这些称为上臂功率晶体管)及al、bl、cl(这些称为下臂功率晶体管),使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场,高温直流无刷电机,并与转子的磁铁相互作用,如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时,控制部又再开启下一组功率晶体管,如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管);要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。
基本上功率晶体管的开法可举例如下:
ah、bl一组→ah、cl一组→bh、cl一组→bh、al一组→ch、al一组→ch、bl一组
但*能开成ah、al或bh、bl或ch、cl。此外因为电子零件总有开关的响应时间,直流无刷电机,所以功率晶体管在关与开的交错时间要将零件的响应时间考虑进去,否则当上臂(或下臂)尚未完全关闭,下臂(或上臂)就已开启,结果就造成上、下臂短路而使功率晶体管烧毁。
控制端口功能说明 SV 模拟量/PWM输入端子:SV用于模拟量输入或者PWM输入端,当在BLDC_2软件的输入设置为“模拟输入”或者“PWM输入”方式时,该端口输入的量作为速度的给定值。
FR 正反转方向控制端子:FR 端子用于控制电机转动方向。FR端子不同电平切换时会根据加减速时间设定值,先减速到0,然后切换方向再从0速加度到给定值。如果电机拖动的负载惯量大,应适当加大加减速时间,否在方向切换时有过流或者电压过高的情况。
ENA 电机使能端子:ENA脚与GND的接通与断开可控制电机的运行与停止,只有在ENA脚与GND连接时其它的操作才能被允许,若断开则电机处于自由状态,其它的操作被禁能。当电机出现故障时,可以先断开ENA引脚,然后再接通来清除故障。