简介

工作原理

p.i.d控制简介

相关措施

应用领域与相关专利

简介

无刷直流电机全称为无刷直流执行伺服电机，是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响： n=60* f / P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器，包括电源部及控制部），控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。无刷直流微电机是其中的一种，外在形式如下(以外转子内定子为例）：

工作原理

无刷直流微电机又称“直交系统”，是将直流电由逆变器转换成频率可调的交流电，此处逆变器是工作在直流斩波方式。

无刷直流微电机由同步电动机和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。在无刷直流微电机中，借助反映主转子位置的位置传感器的输出信号，通过电子换相线路去驱动与电枢绕组连接的相应的功率开关器件，使电枢绕组依次馈电，从而在定子上产生跳跃式的旋转磁场，驱动永磁转子旋转。随着转子的转动，位置传感器不断地送出信号，以改变电枢绕组的通电状态，使得在某一磁极下导体中的电流方向始终保持不变，这就是无刷直流微电机的玩接触式换相过程。

无刷直流微电机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置，所以不论转子的起始位置处在何处，电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩，因此转子上不需另设启动绕组。

无刷直流微电机克服了有刷直流微电机的先天性缺陷，以电子换向器取代了机械换向器，所以无刷直流微电机既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。

p.i.d控制简介

一般p.i.d控制如下

(dutycycle)=(dutycycle)p + (dutycycle)i + (dutycycle)d

p.控制(比例控制) ：输出与输入误差讯号成正比关系，即将误差固定比例修正，但系统会有稳态误差。

i .控制(积分控制) ：当系统进入稳态有稳态误差时，将误差取时间的积分，即便误差很小也能随时间增加而加大，使稳态误差减小直到为零。

d.控制(微分控制)：当系统在克服误差时，其变化总是落后于误差变化，表示系统存在较大惯性组件或(且)有滞后组件。微分即是预测误差变化的趋势以便提前作用避免被控量严重冲过。

相关措施

电机驱动器的保护措施

对于驱动器还要有保护措施，当负载过大或不当使用时会造成大电流而将功率晶体管烧毁。为了保护因电流超过规格而破坏驱动器，一般会以加大功率晶体管耐电流或加电流sensor做为保护。其次当电机负载不小的时候，在停止转动时由电机端回送至驱动器的能量及过电压都将危及驱动器，这可配合过电压保护电路加上回生能量消散电路来防治。其它尚有hall-sensor正常与否判定也会影响pwm控制的正确性，这可由控制部判断并适时警告即可。

dc无刷电机系列控制疑难杂症处理案例

· 欲以电流值的大小来判断目前电机的负载状况是否有过载的迹象，该如何测量?

将电源线的其中一条拔起后，将电表（请先调至安培档）的一端接至驱动器的电源connector其中一接脚，另一端则接至电源插座的另一接脚，如此即可测量出在现阶段的负载下所必须耗费的电流值，之后再依此电流值来对照电机的电流/扭力对照表，如此即可得知目前的负载状况是正常或是 否有过载的情形发生。

应用领域与相关专利

美国专利4665331

美国专利4924125

美国专利5714828

美国专利5955813

中国专利01214969.1

中国专利200420044269.1

中国专利200420093927.6

遥控航模,家用电器,健身器材,办公设备,医疗器械,机械设备,水泵气泵。