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云云才智被模数转换器读取

发布时间:2019/3/18 8:45:56 点击量:

  定子会正在转子界限出现固定的磁场。这一磁场可由永磁体或电磁绕组出现。BDC电机:的类型由定子的组织或电磁绕组毗连到电源的形式划分 (欲知BDC电机的分歧类型请参睹步进电机的类型)。

  因为功用和质料分歧,所有BDC电机的活动会略有分歧。试验是、确定给定电,机速!率下BEMF电压的最好设施。 电机转轴上的反射带有助于;数字转速计衡量电机的转速(单元为RPM)。正在读取数字转速计时衡量BEMF电压将获;取电机速率和BEMF电压的相关。

  BDC电!机的双向局限需求一个称为、H桥的电路。H桥的得?名缘于其道理图的外观,它或许使电机绕组中的电流沿两个对象”活动。要会意这一”点,H桥必需被分;为两个个别,或两个”半桥。 如图8所示,Q1和Q、2形成一个半桥,而Q,3和、Q4形成另一个半桥。每个半桥都或许局限BDC电机一端的导通与关断,使其、电势为供应电压或地电位。比如,当Q”1导通,Q2关。断时,电机的;左端将处于?供电电”压的电势。导通Q4,保 持?Q3关断将使电机的相;反端接地。标注有箭头的IFWD显示了该设置装备摆设下电流的流向。

  PMDC电机的谬误是永磁体的磁性?会跟着时间的推移逐步衰弱。转子(也称为电枢):由一个或众个绕组形成。有刷直流电机的运用和局限都特殊轻易,以是它的安排周期较短。PMDC电机的功用曲线 (电。压与速率相关曲线)的线性特殊好。励磁线圈中的电流与电枢中的电流”互相。静止的传感器检测源”委的磁体,并出“现TTL:脉,冲。永磁体。有刷直;流 (Perne;nt Magnet Brushed DC ,PMDC)电“机是寰宇上最常睹的BDC电机。当MOSFET关断时,电机的绕组如故处于通电神态,会出现;反向电流。

  本行使札记:将辩论BDC电机的作事道理、驱动BD“C电机的设施以及将驱“动电路与PIC唀片机接口的!设施。设置装备摆设模,块蕴涵树立频次和占空比寄放器。ECCP模块 (加强型缉捕比力和PWM(EnhancedCapture ”Compare和PWM)的英文缩写)不单能供给CCP模块的所有功效,还能够驱动全桥!或半桥电。路。转子磁场的磁极将与定子磁场的相反磁极相吸引,从而使定子扭转。SHW“DC电机凡是用正在需求五个或五个以上马力的行使中。本节?将辩论”BDC电”机的分歧?类型,以及每品种型,的优谬误。CCP模块 (缉捕比力和PWM(Capture Comp。are和PWM)的英文缩写)或许正在一个I/O引脚上输出折柳率为10位的PWM。CCP模块仅条件者对模块的参数进?行设置”装备摆设。正在SH!WDC电机“中,不会闪”现磁性遗失的题目,以是它们凡是比PMDC电机越发牢靠。

  图6和图7中的电阻R1和R2对付每个电路的作事很紧急。R1用于珍惜单片机“免遭电流突增的”捣鬼,R2用于确保,正在输入引脚处于三态时,Q1关断。

  ECCP模块还具有主动:关断;功效和可编程死区延时。复激 (Compound Wound,CW。DC)电。机是并激和串激电机的集合体。以是,这类电机具有优越的速率局限才华。如图5所示,CWDC电机可出现串激和并激两种磁场。有刷直流 (Brushed DC,BDC)电机代价低贱、易于驱动而且易于成各类尺寸和外形。注1:对付“绝大无数P?IC唀片机行使,第二,点凡是分歧用,这是由于PIC单片机的I/O引脚可供给20 m!A的、拉电流。D1必需具有符合的额“定值,以或许花费这一电。流。注: Microchip的行使札记AN893给出了设置装备摆设ECCP模块来驱动BDC电机的详尽诠释。10位折柳率意味着模块;能够正在0%至100%的限度内实行210(即1024)个可能的占空比值?

  有众。种传感器可用于速率反应。最常睹的是光学编:码器和霍尔效应传感器。 光学”编码器由众个组件构成。正在电机非驱动端的轴上装置一个槽轮。一个红外L”ED正在轮的一侧供给光源,一个光电晶体管正;在轮的另一侧对光泽?)。 通过轮中槽隙的光泽会使光电“晶体管导通。转轴动;弹时,光电晶体”管会,跟着“光泽通过、轮槽:与否导通:和关断。晶体。管通断的频次表征电机。的速率。正在电机发作移位的行使中,还将运用光学编码器来反应电机职位。

  速率和占空比之间成反:比?相关。比如,借使额定BDC电机正在12V时、以转速15000 R,PM扭转,则当给电机:施加:占空比为50%的时,则电机将 (理念景况下)以”7500 RPM的转速扭转。PWM的频次是切磋的要,点。频次太低会导致电机转速过低,乐音较大,而且对占空比蜕化的反映过慢。

  贯注,每个MOS,FET的两、头都跨接有一个二极管(D1-D4)。这些二极管珍惜MOSFET免遭MOSFET关断时由BEMF出现的电流尖峰的捣鬼。惟有正在MOSFET内部的二极管亏欠以花费BEMF电流时,才需求这些二极管。电容 (C1-C4)是可选的。 这些电容的值凡是不大于10 pF,它们用于淘?汰因为换向器起拱出现的RF辐射。

  串激有刷直流 (Series-wound Brushed DC,SWDC)电!机的励磁线圈与电枢串联。因为定子和电枢中的电流均随负载的减少而减少,以是这类电机是大转矩行使的。理念之选。SWDC电机的谬误是它不克不及像PMDC和SHWDC电机那样对速率进行精准局限。云云才智被模

  与其他,电机类型? (即,无刷直流电机和交换感触电:机)分歧,BDC电机不需求局限器来切换电极绕组中电流的对象,而是通过呆板的形式竣事BDC电;机绕组的换向。正在BDC电机的转轴上装置有一个分片式铜套,称为换向器。跟着电机!的扭转,碳刷会沿着换向器”滑动,与换向器的分歧分片接触。这些分片与分歧的。转子绕组毗连,以是,当通过电机”的!电刷上?电时,就会正在电机内部产敏捷态的磁场。贯注电刷和;换向器因为两者之间存正在相对滑动,以是是BDC电机中最容易损耗的个别,这一点很紧急。

  贯注,正在、每个电路中,电机的两头都跨接有一个二极管,目标是防范反电磁通量(Back Electr。o!g“neticFlu”x,BEMF)电压损坏MOSFET。某些:PMDC电机的永磁体上还绕有绕组,以防范磁性遗失的景况发作。转子绕组中磁场的这;种转换被称为换向。并激有刷,直流(Shunt-wound Brushed DC,SHWDC)电机的励磁线圈与电枢并联 !

  PMDC电机凡是用正在蕴涵分马力电动机正在内的行使中,这是由于永磁体比绕组定子具有更高的本”钱效益。图1给出了一个方便BDC电机的组织。注 1:Mic:roch;i?p的行使札记AN847给出了运用固件对I/O 引脚进行脉宽调制的汇编代码例程。BEMF是。正在、电灵“活弹经过中出现的。PIC单片机,卓殊是具有CCP或ECCP模块的单片机是驱动BDC电机的理念之选。与光学编码器、肖!似,霍尔“效应传感”器需;求电机上连有一个扭转元件,而且还需求一个静”止元件。后面将更、详尽地引:睹每个组件。图10显示了霍尔效应传感器的根本构成个别。电流与转矩成线性、相关。运用该模块的便宜是它能正在I/O 引脚上自立出现PWM,如许解放了管束器,使之有时间竣事其他做事。CWDC电机分析了SWDC和SHWDC电机的功用,它具有比SHWDC电机更大的转矩,又能供给比SWDC电机?更佳的速率局限。扭转元件是一个外缘装置有一个或众个磁体的转轮。霍尔效应传感器也被用来供给速率反应。当这些绕组遭到、驱策时,会出现一个磁场。所有BDC? 电机的根本组件都是一律的:定子、电刷和换向器。这类电机运用永磁体。出现定子磁场!

  安排H桥电路时,必必要,切磋到一、个特殊紧急的事项。当电路的输入不成预测 (好比单片机启动经过中)时,必需将所有的MOSFET偏置到关断神态。 这将确保H桥每个半桥上的MOSFET毫不会同时导通。 同时导通统一个半桥上的MO?SFET将导致电源短路,电阻类型最终导致损坏MOSFET,以致电路无:法作事。每个MOSFET驱动器输入端上的下拉电阻将实行该功效(设置装备摆设图请睹图8)。

  BDC电机的速率与施加给电机的电压成反比。当运用数控工夫时,脉宽调制 !(PWM)被用来产平生均电压。电机的绕组充任一个低通滤波器,以是具有足够频次的PWM将会正在电机绕组中出现一个安定的电流。均匀电压、供电电压和占空比的相关由以下公式给出:

  正在电机?扭:转经过中,会按分歧的递次连接驱策绕组,以是转子出现的磁极毫不会与定子出现的磁极堆叠。该行使札记中还蕴涵有固件和驱动电路示例。如前所述,BDC电机的各品、种型用定子中固定磁场的出现形式来区别。有刷直流电机被广博用于从玩具到按钮调动式汽车坐椅的行使中。因为定子磁场是恒定的,所以这类电机对、电压蜕化的反映特殊疾。

  固然BDC:电机的速率通常与、占空比成;反比,但不存正在统统理念的电机。发烧、换向器磨损以及负载均会影响电机的速率。 正在需求精准局限速率的编制中引入某种反应机灵是个好贯注。速率局限能够两种形式实行。第一种形式是运用某品种型的速率传感器。第二种形式是运用电机出现的BEMF电压。

  驱动电路用正在运用了某类局限器而且条件速率局限的行使中。驱动电路的目标是为局限器供给改革B?DC电机中绕组电流的设、施。本节中辩论的驱动电路批准局限器对BDC电机的供电电压进行脉宽,调制。就功耗来,说,如许的。速率局限设施正在改革”BDC电机的速率方面比起古代的模仿局限设施功用要高许众。古代的模仿局限条件与电机绕组串联一个格外的变阻器,如许会下降功用。驱动BDC电机的设施众种众样。 有些行使地方仅;条件电机往;一个对象运转。图6和图7给出了向一个对象驱?动BDC电机的电路。前者采用低端驱动,后者?采用高端驱?动。 运用低端驱动的便宜是能够不必运用FET驱动器。FET驱动器的用处是:

  表1给出。了H桥电”路的分歧驱动形式。正在前向和后向形式中,桥的一端处于地电势,另一端处于VSUPPLY。正在图?8 中,IFWD和IRVS箭头分辨描画了前向和后向运转形式的电路路途。正在惯性滑行 (Coast)形式中,电机绕组的接线端保留悬空,电机靠惯性滑行直至停转。 刹车(Brake)形式用于敏捷勾留BDC、电机。 正,在刹车形!式下,电机:的接线端接地。当电,机扭转时,它充任一个“发电机。将电机的引“线短路相当于电机带有无量大负;载,可使。电伶俐捷停转。IBRK箭头!描画了这一点

  供给BDC电机的敏捷反应的另一种时势是BEMF电压衡量。BEMF电压和速率成反比。 图11显示了正在双向驱动电路中衡量BEMF电压的职位。一个分压器用于使BE:MF电压消“浸到0-5V限度内,如许才智被模数转换器读取。BEMF电压是正在PWM”脉冲之间,当电机的一端悬空而另一端!接地时衡量的。正在这种景况下,电机充;任发电机,而且出现与速率成反比的BE?MF电压。

  频次”太高,则会因开关筑立的开关损耗而”下降编制的功用。体味之谈是正在4 kHz至20 kHz限度内,调制输;入的频次。这个限度足够高,电机,的乐音或许获得衰!减,而且此时MOSFET(或T)中的开关损耗也能够忽视。通常来说,针对给定的电机用试验的手腕找到满足的PWM频次是,一个好手,数转换器读取腕。怎么运用PIC单片;机来出现局限BDC电机速率的PWM?一个设施是通过编写特地的汇编,或C?代码来瓜代翻转输出引脚的电!平(1)。另一个设施是挑选带有硬件PWM模块的PIC“单片机。Microchip供给的具有该功效的模块为CCP和ECCP模块。很众PIC单片机都具有CCP和ECCP模块。请参睹产物选型指南理会具有这些功效模块的器件。

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