关于无刷电机PWM互补导通的电流走向和力矩方向疑问

xiejianghu

在各大论坛都发了，希望这里的高手能解疑惑
无刷电机是120度的三个霍尔结构
现在用三对带死区的互补PWM信号进行驱动
假设某一时刻，Q1/Q4  30%高电平，对应的Q2/Q3 70%的高电平  
这个时刻，力矩怎么分析呢，电流方法又是怎么样的呢
我觉得很疑问。下面是我分析的思路，请大虾指出问题所在
假设先是Q1，Q4 30%高电平的时候，那么电流方向从A流向B，经过2us的死区时间
轮到Q2/Q3 的70%高电平，那么电流方向应该是从B流到A，
从这样分析可以看出，流过绕组的电流方向是相反的，那么产生的力矩也应该相反吧
从这样分析，当占空比50%高电平的时候，力矩相反，电机应该转不动了吧？
可实际上我发祥，人家做的驱动电路里，照样可以转动的，我这里的分析到底哪里犯了重大错误呢
请高手指点。

xiejianghu

之前的 分析基本上没有错，经过验证得到，50%占空比的 时候 速度 是 最慢的
当互补导通到10%  90%的 时候速度达到最大。

用这种方法驱动的电机似乎很少，网上也找不到相关资料。
完全不知道哪些地方需要注意，看来只能是自己摸索了。

t2230510

大可不必这样控制。
我的控制策略是Q1和Q4导通时，只让Q2互补输出，Q3断开，G4恒通。也就是说，每次换相时只有一路桥是互补的，另外一桥是恒通。

yacoon

哥们，你这个是单极性调制与双极性调制的问题吧。

justing88

回复 1# xiejianghu


    你好，我做的毕业课程设计也是有关于这部分的。有个问题：你为什么要用这么控制呢？你这样分析，应该是起码两个周期内都对前面两个桥臂进行开关，那最后一排的桥臂干嘛不把它用起来呢？？如果用起来的话，就能产生旋转效果，这样效率不是更高了。你这样控制我感觉像楼下一位朋友说的是单向控制，而不是三相控制。现在你做的怎么样了啊！我也遇到了相似的问题，只不过好像跟你的问题不一样

archdevil

无刷直流电机可以选择两两导通方式和三三导通方式控制。选两两120度导通控制时一般是一个管子一直开，一个管子输出脉冲这样的方式。

justing88

回复 7# archdevil


    那请问其它两个管子该如何处理呢？？控制剩下来的两个管子也是互补PWM输出的，上下桥臂至少有一个是通的额。。。

archdevil

回复 7# archdevil


    那请问其它两个管子该如何处理呢？？控制剩下来的两个管子也是互补PWM输出的，上下桥臂至少有一个是通的额。。。
三相桥，120度导通方式，则某一时刻有一个桥臂是都不通的，另外两个桥臂，一个管子是一直导通，则此桥臂的另一个管子互补一直不通。另一个桥臂是PWM输出，此桥臂的另一个管子是互补的PWM输出。这样当输出脉冲为0时电机就不转。当然用你的那种方法也行。

wwwjking

一个周期电流换向6次
每个管子导通120度
Q1导通120度，前60度，Q4导通，电流从A到B,
后60度,Q4管断，Q6导通，电流从A到C。
当Q1关断后，Q3导通，此时Q6还导通60度，电流从B到C.
后60度，Q6关断，Q2导通，电流从B到A
以此类推，电流走向
A到B,A到C.B到C,B到A,C到A,C到B

yongdong

请问楼主你为什么用互补导通的方式啊，要做回馈制动吗？

ruiyang

我是不用的管全部关断，对应的上下臂用PWM脉冲驱动，这个互补我觉得也很迷惑。

justing88

回复 4# t2230510


    你好，请教一下，有没有试过Q2也不输出？是不是Q2不让输出，自举电容就没时间充电了？？

yjhou

我觉得11楼说的有道理，电流按A到B,A到C.B到C,B到A,C到A,C到B流动，然后驱动转子旋转起来。

gina

在各大论坛都发了，希望这里的高手能解疑惑
无刷电机是120度的三个霍尔结构
现在用三对带死区的互补PWM ...
xiejianghu 发表于 2010-7-13 13:41

                               
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这个问题似乎很简单，你看看老汤的电机学就知道了。
你的分析是错误的，
首先，力矩的产生要看电压Ea和电流Ia；BLDC的原则是要是电流和电压的正负一致！！
其次，Q1和Q4导通的时候，下一步是轮到Q1，Q6；怎么导通的是Q2，Q3？似乎有问题

hitbuyi

我说一下互补导通和非互补导通的一个区别

假设A,B相导通,C相不导通

1  非互补导通:  Q1 施加PWM, Q4恒通
   Q1 PWM ON期间(注意这时Q2 截止), 电流从电源-->Q1-->A相-->B相-->Q4--->GND
    Q1 PWM OFF期间(注意这时Q2截止),  续流回路电流向为:GND-->D2(和Q2并联的续流二极管)-->A相-    ->B相-->Q4--->GND
2  互补导通:  Q1 施加PWM, Q4恒通
   Q1 PWM ON期间(注意这时Q2 截止), 电流从电源-->Q1-->A相-->B相-->Q4--->GND
    Q1 PWM OFF期间(注意这时Q2导通),  续流回路电流向为:GND-->Q2->A相-->B相-->Q4--->GND
   
比较发现,在PWM ON期间,电流回路相同,但在PWM OFF期间, 续流回路不相同,对于非互补导通,续流电流流经续流二极管D2,而对于互补导通,续流电流不经过D2而是经过Q2

这样做在无位置BLDC控制中的好处是相当大的,想想为什么?

hitbuyi

对于转矩,稳态时没有什么区别, 如果是120度控制方式,都是 2EA*IA, 在换相期间,互补导通和非互补导通对转矩波动的影响是不同的,可以量化分析

justing88

回复 15# hitbuyi


    维持电流的连续性？你回答地很精辟啊

Avlicht

我做过试验，50%占空比时，电机不转，100%占空比时，电机正向达最大速度，占空比为0时，电机反向达最大速度。
这种控制方式主要用在舵机控制上，可以很快实现正反转的切换，以及不操舵时，由电能保持定位力矩。

guostone

的确是和电机线圈的续流有关，具体的概念叫：同步整流，是为了降低MOSFET的功耗。最好是在电流大到一定地步再同步整流，否则只是增加开关损耗。
这是我的理解！

hitbuyi

回复 18# Avlicht


这种控制方式,就是传说中的PWM双极性控制了,可以参看秦继荣的那本书
采用双极性控制的好处是, 在电机不转时,即转速为0时,电机线圈中有高频脉动电流,有利于消除摩擦力,我们在项目中应用过