電動推桿

在無刷直流電動機的氣磁場設計為正弦波分布的磁場，用三個線性需爾傳感器度120°空間放置在氣隙磁場中時，它們的輸出電壓交流分量是三相正弦發信號，控制器以此信號轉換為三相正弦波電流信號。

這種方法的缺點是，線性爾傳感器的電動勢系數隨路境溫度變化時，會對電路的控制增益產生一定的影響。采用溫度補償電路進打補信可以改善。

另一方法是以交流激勵的線性爾元件普代旋轉變壓器得正弦電換相控制信號。在常規正弦波驅動使用多極旋轉變壓器作為位置傳感器時，旋轉變壓器一次側是一固定額率f的交流激勵電壓，二次側兩相輸出電壓是被頻率調制的。它們的幅值分別與轉子轉角呈現正弦和余弦關系。如果在電動機正弦分布磁場的氣中，安放兩個線性需爾元件，它們之間的位置相差90°電角度，在線性爾元件的電流人加交流激勵電壓，當電動機旋轉時，兩霍爾元件產生的交流調制電壓信號就類似于旋轉變壓器二次側兩相輸出的信號。然后，傷照旋轉變壓器方法，將輸出的兩個電壓經放大后送到軸角變換器（例如ADS82）軸角變換器輸出表示轉角信號，再將其信號速由 THRUM構成的譯碼器，可獲得三相正弦波電流控制信號。

這種方法理論上可行，但實際上很少采用，下面介的利用開關型霍爾集成電路的數字電流控制信號控制方案得到普遍認可和實際應用。

利用開關型霍爾集成電路作轉子位置傳感器的正弦波驅動

基于低分辨率轉子位置信息的高分率轉子位置識別新思路

正弘波驅動器是一個數字型動器，內含數子處理器。此數字處理器需要位置反饋的信息，使正弦波相電流的變化與轉子位置一一對應。

正弦波驅動器要求電動機安裝一個高分率位置反饋裝置，能提供接近正弦波函數的位置數值比較產生電動機所需的轉是信息，解算器（旋轉變壓器）或光電編碼器是最遍使用的位置反饋裝置。這些位置傳感器價格高，尺寸大，安裝要求高，是得正弦驅動在小功率電動機應用的主要原因之一。

近年，這個問題得到突破性進展，提出了高分事轉子位置識別新思路。這種轉子位置識別新思路是：基于較低分率無刷直流電動機轉子位置信息。利用數字控制技術。產生出較高分率轉子位置信息。

其核心原理簡述如下：利用開關式爾集成電路等簡易的位置傳感器，當電動機轉動后，在一個電氣周期內取得有限個點的位置信息。在時序圖中，此位置信息為一脈沖串。其脈沖間隔時間對應于轉子位置點和點之間的角度，然后利用相倍餐技術等轉換技術，由此脈沖中，可以得到N倍的更高傾的脈沖串。即對原脈沖間隔時間進行了N細分，面且它們之間是同步的。從而，相應地將轉子位置分率提高了N倍。

也可采用無刷直流電動機無傳感器控制技術。例如，利用電感法、反電動勢法等方法先得到較低分所率轉子位置信息，然后以數字方法產生出較高分種率轉子位置信息。

這里還有一個電機起動的問題，通常。先利用爾位置傳感器按方波驅動方式起動，到達一定轉速后。切換到按正弦波密動?；蛳褚话愕臒o傳感器控制方法那樣。用開環升頻方式起動。

基于上述原理，無刷直流電動機只要安裝香通的開關式霍爾傳感器，甚至無位置傳感器，就能實現正弦波驅動。使用通單片機和一硬件電路即可完成這個任務。

圖14-1給出這種正弦波驅動轉速控制系統原理框圖。它采用三個開關式霍爾傳感器工作。為能夠確定電機轉向。至少需要安放兩個霍爾傳感器。圖中略去電流環部分。

結合圖14-1解說這種低成本正弦波驅動的基本工作原理

14-1正弦波坐動同速控制系統原理圖

1。三相正弦波信號的生成

電機安放有三個霍爾位置傳感器，它將一個換相周期劃分為6個狀態，每一個狀態60°電角度。當電機運轉時，利用三相霍爾位置傳感器信號測出換相周期和每個狀態的時間，確定了轉子的絕對位置。通常利用便相倍方法，由霍爾位置傳感器信號得到細分的轉子位置，即由低分率轉子位置獲得高分牌率轉子位置信息。然后，利用高分脾率轉子位置數字信號作為EPR0M的地址。采用查表譯碼與實時計算相結合的方法生成三相正弦波信號。并利用需爾位置傳感器信號計算出電機轉速和確定電機轉向

2。SPWM波的產生

在速度環，給定轉速指令值與計算的轉速比較得到轉速誤差值，在乘法器中三相正弦波信號乘以該誤差值調節三相正波信號的幅值，控制5M發生器，再利用換相正回得到六路按照正弦規律變化的脈寬調制波5%M來控制逆變器的6個開管工作，實現電機的正弦波驅動。為了確保電機能夠平穩運行，需要先將此轉速誤信號經過n調節后產生個輸出控制量，用于調節正弦波幅值，達速度閉環控制時補償轉速誤差的目的，它決定了電機應該升速還是減速。當誤差值>0，正弦發船值增大，SFM波占空比增大，電機加速當誤差值<0，正弦波幅值減小，SPWM波占空比減小，電機減速

3。電機的起動

以無刷直流電動機方波動方式起動電機，與此同時，單片機不斷測電機轉速（為了避免發生積分飽和，此時并不進行H調節，SFM信號無輸出）。當檢測到轉定轉速誤差時，利用邏氯處理單元封方波信號的輸出，開啟SM輸出通道，切換到正弦波動方式。從而使得電機能利起動，并解決了轉子位置初始化的問題這種低成本正弦波驅動方鹽在不需要高分率轉子位置傳感器的情況下實現，這種方法突破了正弦波驅動的價格局限，仍可有效地解決 BLDCM方波驅動的轉量波動和聲問題因適用于一些對要求低價格，控制精度要求又不十分高的無刷直流電動機享動場合。擴展性能優異的正弦波驅動方式的應用空間。

許多8位或16位微控制器（MCU），數字信號處理器（DP）可用于低成本正弦波驅動。下面介紹兩家國外半導體公司的低成本正弦波驅動專用惡片，可供選擇使用