通過前幾期芝識課堂的學(xué)習(xí)，相信大家已經(jīng)熟練掌握了電機(jī)的各種基本情況和工作模式，大家也該躍躍欲試希望能進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)動手環(huán)節(jié)了，準(zhǔn)備好操作電機(jī)的所有前期準(zhǔn)備，讓我們一起讓無刷電機(jī)真正工作起來吧！

我們知道無傳感器轉(zhuǎn)子檢測的無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)最為簡單，而方波驅(qū)動可以通過感應(yīng)電壓檢測轉(zhuǎn)子位置，那我們第一次嘗試就先從最簡單的入手，用方波驅(qū)動方式來讓無刷電機(jī)轉(zhuǎn)起來吧！

方波驅(qū)動配置

驅(qū)動電機(jī)之前我們要先對方波驅(qū)動進(jìn)行配置。在無傳感器方波驅(qū)動的情況下，整個(gè)驅(qū)動過程涉及的單元包括需要用于驅(qū)動微控制器和電機(jī)的逆變電路、驅(qū)動逆變電路的預(yù)驅(qū)電路和比較輸出電壓的比較器。圖1是一個(gè)典型的方波驅(qū)動基本流程示意圖。圖中最上方為驅(qū)動器指令，該指令是由MCU根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號來生成的，信號輸出后將進(jìn)行PWM調(diào)制成為新的驅(qū)動指令，再經(jīng)由逆變器單元作用于電機(jī)驅(qū)動電壓，從而開啟工作流程。在比較器中，對感應(yīng)電壓變化進(jìn)行檢測以識別轉(zhuǎn)子位置，再反饋到MCU中輸出下一個(gè)驅(qū)動指令，進(jìn)而完成一個(gè)基本的工作流程循環(huán)。

圖1 方波驅(qū)動的細(xì)節(jié)示意

注意事項(xiàng)

需要注意的是，在無傳感器方波驅(qū)動的情況下，啟動時(shí)不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，無法識別轉(zhuǎn)子位置。因此，需要執(zhí)行以下操作，流程細(xì)節(jié)如圖2。

（1）首先，強(qiáng)行使電流流向指定線圈，使轉(zhuǎn)子移動到指定位置

（2）使電流在低電壓和恒定周期的線圈中流動

（3）在逐漸增加電壓的同時(shí)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子

（4）增加轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)子位置可以通過感應(yīng)電壓檢測

（5）使電流流向檢測到的轉(zhuǎn)子位置所對應(yīng)的線圈

（6）如果能檢測到穩(wěn)定的位置，則開始穩(wěn)定運(yùn)行以達(dá)到目標(biāo)速度

在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，通過反饋目標(biāo)速度偏差，可以保持速度不受負(fù)載波動的影響。

圖2 無傳感器方波驅(qū)動電機(jī)開啟流程示意

注：當(dāng)強(qiáng)行移動到指定位置時(shí)，可能會因停止位置而瞬間反轉(zhuǎn)

方波驅(qū)動原理

在方波驅(qū)動電機(jī)啟動后，電機(jī)的轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)，通過與旋轉(zhuǎn)同步地改變流過線圈的電流方向，可以使轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。其中，在位置檢測信號和PWM驅(qū)動指令之間存在了30度相位差。方波驅(qū)動電機(jī)的電流流動有6種模式：U相->V相、U相->W相、V相->W相、V相->U相、W相->U相、W相->V相。這就意味著，每60度切換一次電流方向，如果要使電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，需要將流向線圈的6種電流模式的順序顛倒，詳細(xì)方波驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的工作流程如圖3所示。

圖3 方波驅(qū)動旋轉(zhuǎn)流程示意

在掌握了最基礎(chǔ)的方波驅(qū)動無刷電機(jī)基本技巧之后，需要進(jìn)一步對更復(fù)雜的正弦波驅(qū)動來操控?zé)o刷電機(jī)。不用著急！下一期的芝識課堂將跟大家一起實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動進(jìn)階操作——正弦波驅(qū)動無刷電機(jī)實(shí)戰(zhàn)。

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