如何精準(zhǔn)控制直流永磁無(wú)刷電機(jī)換相后的補(bǔ)償電流,即如何精確控制PWM100%占空比的時(shí)間是超靜音控制器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵!這就要求控制系統(tǒng)的MCU具有以下的特點(diǎn):
1) 有很快的A/D轉(zhuǎn)換速度,能夠在換相后連續(xù)快速采樣;
2) 能夠在PWM的開(kāi)通期間特定時(shí)刻觸發(fā)A/D采樣;因?yàn)樵赑WM逆變器帶感性負(fù)載的控制系統(tǒng)中,由于系統(tǒng)的一些寄生參數(shù)導(dǎo)致PWM在開(kāi)通和關(guān)斷期間電機(jī)的相線上出現(xiàn)振鈴(如圖4所示),這些振鈴會(huì)耦合到A/D采樣的回路中,因此我們應(yīng)避開(kāi)在PWM開(kāi)關(guān)過(guò)程中進(jìn)行A/D采樣。如果我們?cè)赑WM開(kāi)通期間的中點(diǎn)觸發(fā)電流采樣,我們將會(huì)得到電流的平均值,這將有利于我們對(duì)電流補(bǔ)償?shù)目刂啤?/p>
事實(shí)上,找到這樣的MCU并不難,譬如英飛凌的馬達(dá)專用控制芯片XC866,CYPRESS的片上可編程控制芯片CY8C24533等。XC866的A/D轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到2us以內(nèi),加上程序的執(zhí)行時(shí)間,一次A/D轉(zhuǎn)換需要的總時(shí)間在8us以內(nèi),以這樣的時(shí)間間隔來(lái)判斷電流補(bǔ)償是否完成已經(jīng)足夠。CY8C24533是CYPRESS專為電機(jī)控制開(kāi)發(fā)的帶高速A/D的芯片,其SAR8轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到3us以內(nèi),加上其自動(dòng)對(duì)齊觸發(fā)A/D模式,可以在PWM的任意時(shí)刻觸發(fā)電流A/D采樣,我們也很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的精準(zhǔn)控制。
圖2b是采用XC866控制芯片的系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)上述方法優(yōu)化后測(cè)得的換相電流波形,由圖2b可以看出,換相時(shí)的電流脈動(dòng)基本消除,電機(jī)的相電流基本接近方波。用了這套控制系統(tǒng)的電動(dòng)車,起步加速以及運(yùn)行時(shí)的電機(jī)震動(dòng)已基本消除,實(shí)現(xiàn)了超靜音控制器的設(shè)計(jì)。
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