无刷直流电动机的位置一般采用三个在空间上相隔120电角度的霍尔位置传感器进行检测,当位于霍尔传感器位置处的磁场极性发生变化时,传感器的输出电平将发生改变,由于三个霍尔传感器位检测元件的位置在空间上各差120电角度,因此从这三个检测元件输出端可以获得三个在时间上互差120度、宽度为180度的电平信号,分别用A、B、C来表示,如图2.4-2所示,以信号A为例,A相位置宽度为180电导角:在0-60度,T1必须导通,故T1状态为1,而C相还剩下60度通电宽度,所以此段时间为T1和T6等于1,(此时下部可供导通的管子为T4、 T6和T2,而为避免桥臂直通,T4不能导通;T2的导通时间未到,故只能是T6导通);而在60度—120度,此时只有A相通电,B和C相处于非导电期,故导通的开关管为T1和T2(T1和T2等于1),其中T2是为B相导电作准备;而在120度—180度时,由于 每一相只有120电导角导电时间,故此时T1关断(T1=0),T2仍然导通(B相开始进入导电期),此时可知,T1关断,T5不能开通(防止桥臂直通),则此时只能开通T3,所以T3信号此时间段为1。其他时间段的开关管导通情况与此类似。
理论上,只要保证三个位置传感器在空间上互差120度,开关管的换流时刻总是可以推算出来的。然而,为了简化控制电路,每个霍尔传感器的起始安装位置在各自相绕组的基准点(r0=00)上.那么在r0=00的控制条件下,A相绕组开始通电的时刻(即该相反电势相位30度位置)恰好与A相位置传感器输出信号A的电平跳变时刻重合,此时应将T1开关管驱动导通。同理,其他开关管的导通时刻也可以按同样方法确定。
图2.4-2 无刷电动机位置检测及开关管驱动信号
表2.4 无刷电动机直流通电控制方式开关切换表
旋转方向 位置传感器 逆变桥开关管驱动信号
A B C T1 T2 T3 T4 T5 T6
正转 0 0 1 0 0 0 0 1 1
0 1 0 0 0 1 1 0 0
0 1 1 0 0 0 1 1 0
1 0 0 1 1 0 0 0 0
1 0 1 1 0 0 0 0 1
1 1 0 0 1 1 0 0 0
反转 0 0 1 0 1 1 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0 1
0 1 1 1 1 0 0 0 0
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