电机的噪音能够得到衰减,并且此时MOSFET(或BJT)中的开关损耗也可以忽略。一般来说,针对给定的电机用实验的办法找到满意的PWM频率是一个好办法。如何使用PIC单片机来产生控制BDC电机速度的PWM信号?一个方法是通过编写专门的汇编或C代码来交替翻转输出引脚的电平(1)。另一个方法是选择带有硬件PWM模块的PIC单片机。Microchip提供的具有该功能的模块为CCP和ECCP模块。许多PIC单片机都具有CCP和ECCP模块。请参见产品选型指南了解具有这些功能模块的器件。注1:Microchip的应用笔记AN847给出了使用固件对I/O引脚进行脉宽调制的汇编代码例程。CCP模块(捕捉比较和PWM(CaptureCompare和PWM)的英文缩写)能够在一个I/O引脚上输出分辨率为10位的PWM信号。10位分辨率意味着模块可以在0%至100%的范围内实现210(即1024)个可能的占空比值。使用该模块的优点是它能在I/O引脚上自主产生PWM信号,这样解放了处理器,使之有时间完成其他任务,上海应用驱动系统产业。CCP模块*要求开发者对模块的参数进行配置。配置模块包括设置频率和占空比寄存器,上海应用驱动系统产业。ECCP模块(增强型捕捉比较和PWM(EnhancedCaptureCompare和PWM)的英文缩写)不*能提供CCP模块的所有功能,还可以驱动全桥或半桥电路。应用在电动汽车上的电机主要包括直流电机,上海应用驱动系统产业、鼠笼式感应电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。上海应用驱动系统产业
驱动系统是电动汽车**主要的系统之一。电动汽车运行性能的好坏主要是由其驱动系统决定的。电动汽车驱动系统由牵引电机、电机控制器、机械传动装置、车轮等构成。它的储能动力源是电池组。电机控制器接收从加速踏板(相当于燃油汽车的油门)、刹车踏板和PDRN(停车、前进、倒车、空档)控制手柄的输出信号,控制牵引电机的旋转,通过减速器、传动轴、差速器、半轴等机械传动装置(当电动汽车使用电动轮时机械传动装置有所不同)带动驱动车轮。车辆减速时,电机对车辆前进起制动作用,这时电机处在发电机运行状态,给储能动力源充电,称之为再生制动。动力驱动系统的再生制动功能是非常重要的,它能使电动汽车一次充电后行驶的里程增加15~25%。中文名驱动系统外文名actuationsystem性质电动汽车**主要的系统之一组成牵引电机、电机控制器等储能动力源电池组分类交流驱动系统、直流驱动系统目录1简介2分类3电机▪直流电机▪鼠笼式感应电机▪永磁同步电机▪开关磁阻电机驱动系统简介编辑语音电动汽车动力驱动系统是能量存储系统与车轮之间的图1纽带,其作用是将能量存储系统输出的能量(化学能、电能)转换为机械能,推动车辆克服各种滚动阻力、空气阻力、加速阻力和爬坡阻力。上海质量驱动系统产业驱动系统是能量存储系统与车轮之间的纽带,其作用是将能量存储系统输出的能量(化学能、电能)转换为机械能。
H桥的得名缘于其原理图的外观,它能够使电机绕组中的电流沿两个方向运动。要理解这一点,H桥必须被分为两个部分,或两个半桥。Q1和Q2构成一个半桥,而Q3和Q4构成另一个半桥。每个半桥都能够控制BDC电机一端的导通与关断,使其电势为供应电压或地电位。例如,当Q1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显示了该配置下电流的流向。注意,每个MOSFET的两端都跨接有一个二极管(D1-D4)。这些二极管保护MOSFET免遭MOSFET关断时由BEMF产生的电流尖峰的破坏。只有在MOSFET内部的二极管不足以消耗BEMF电流时,才需要这些二极管。电容(C1-C4)是可选的。这些电容的值通常不大于10pF,它们用于减少由于换向器起拱产生的RF辐射。在前向和后向模式中,桥的一端处于地电势,另一端处于VSUPPLY。IFWD和IRVS箭头分别描绘了前向和后向运行模式的电路路径。在惯性滑行(Coast)模式中,电机绕组的接线端保持悬空,电机靠惯性滑行直至停转。刹车(Brake)模式用于快速停止BDC电机。在刹车模式下,电机的接线端接地。当电机旋转时,它充当一个发电机。将电机的引线短路相当于电机带有无穷大负载,可使电机快速停转。
旋转元件是一个外缘安装有一个或多个磁体的转轮。静止的传感器检测经过的磁体,并产生TTL脉冲。有刷直流电机反电磁通量(BEMF)提供BDC电机的快速反馈的另一种形式是BEMF电压测量。BEMF电压和速度成正比。图11显示了在双向驱动电路中测量BEMF电压的位置。一个分压器用于使BEMF电压下降到0-5V范围内,这样才能被模数转换器读取。BEMF电压是在PWM脉冲之间,当电机的一端悬空而另一端接地时测量的。在这种情况下,电机充当发电机,并且产生与速度成正比的BEMF电压。由于效率和材料不同,所有BDC电机的行为会略有不同。实验是确定给定电机速度下BEMF电压的**好方法。电机转轴上的反射带有助于数字转速计测量电机的转速(单位为RPM)。在读取数字转速计时测量BEMF电压将获取电机速度和BEMF电压的关系。注:Microchip的应用笔记AN893提供了使用PIC16F684读取BEMF电压的固件和电路示例。有刷直流电机直流电机的励磁方式编辑语音与同步电机不同,由于直流电机的定子和转子、即主磁极和电枢流经的都是直流电流,因此主磁极励磁绕组既可与电枢绕组并联、也可与电枢绕组串联、也可单独由其它直流电源供电。根据主磁极励磁电流的获得方式不同,称之为不同的励磁方式。车辆减速时,电机对车辆前进起制动作用,这时电机处在发电机运行状态,给储能动力源充电,称之为再生制动。
有刷直流电机转子转子(也称为电枢)由一个或多个绕组构成。当这些绕组受到激励时,会产生一个磁场。转子磁场的磁极将与定子磁场的相反磁极相吸引,从而使定子旋转。在电机旋转过程中,会按不同的顺序持续激励绕组,因此转子产生的磁极绝不会与定子产生的磁极重叠。转子绕组中磁场的这种转换被称为换向[1]。有刷直流电机电刷和换向器与其他电机类型(即,无刷直流电机和交流感应电机)不同,BDC电机不需要控制器来切换电极绕组中电流的方向,而是通过机械的方式完成BDC电机绕组的换向。在BDC电机的转轴上安装有一个分片式铜套,称为换向器。随着电机的旋转,碳刷会沿着换向器滑动,与换向器的不同分片接触。这些分片与不同的转子绕组连接,因此,当通过电机的电刷上电时,就会在电机内部产生动态的磁场。注意电刷和换向器由于两者之间存在相对滑动,因而是BDC电机中**容易损耗的部分,这一点很重要。有刷直流电机永磁体永磁体有刷直流(PermanentMagnetBrushedDC,PMDC)电机是世界上**常见的BDC电机。这类电机使用永磁体产生定子磁场。PMDC电机通常用在包括分马力电动机在内的应用中,这是因为永磁体比绕组定子具有更高的成本效益。电动汽车驱动系统由牵引电机、电机控制器、机械传动装置、车轮等构成。上海发展驱动系统均价
电机是电动汽车的驱动单元,它的技术性能直接影响车辆运行的动力性和经济性。上海应用驱动系统产业
IBRK箭头描绘了这一点,设计H桥电路时,必须要考虑到一个非常重要的事项。当电路的输入不可预测(比如单片机启动过程中)时,必须将所有的MOSFET偏置到关断状态。这将确保H桥每个半桥上的MOSFET绝不会同时导通。同时导通同一个半桥上的MOSFET将导致电源短路,**终导致损坏MOSFET,致使电路无法工作。每个MOSFET驱动器输入端上的下拉电阻将实现该功能[1]。有刷直流电机速度控制BDC电机的速度与施加给电机的电压成正比。当使用数控技术时,脉宽调制(PWM)信号被用来产生平均电压。电机的绕组充当一个低通滤波器,因此具有足够频率的PWM信号将会在电机绕组中产生一个稳定的电流。平均电压、供电电压和占空比的关系由以下公式给出:公式1:VAVERAGE=D×VSUPPLY速度和占空比之间成正比关系。例如,如果额定BDC电机在12V时以转速15000RPM旋转,则当给电机施加占空比为50%的信号时,则电机将(理想情况下)以7500RPM的转速旋转。PWM信号的频率是考虑的重点。频率太低会导致电机转速过低,噪音较大,并且对占空比变化的响应过慢。频率太高,则会因开关设备的开关损耗而降低系统的效率。经验之谈是在4kHz至20kHz范围内,调制输入信号的频率。这个范围足够高。上海应用驱动系统产业
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