带霍尔传感器BLDC的FOC问题请教

meiko

有这样一个应用：一个BLDC，内部集成有3个霍尔传感器，同轴组合集成一个光电增量编码器，用来实现低速（正负20RPM）范围内的恒扭矩（扭矩估计60mNm以内）输出，或者说，只是通过它驱动一个类似齿轮齿条机构来提供一个恒定的拉力（并非运动部件的驱动力，由其他电机负责驱动），并且持续检测位移。要求不能有扭矩波动。

问题如下：

1）相对6步方波的方式，FOC方式是否可以将扭矩波动做到最小？通常说的扭矩波动主要是由换相引起的吗？FOC能消除齿槽效应吗？

2）MAXON有种空心杯BLDC，厂家的资料说是无齿槽效应，如果采用简单的方波驱动方式，会有扭矩波动吗？

3）考虑到工作转速很低（小于1HZ，包括堵转也是工作状态之一），实施FOC方案的话，有无更简单的算法？TI 的instaSPIN那种针对无传感器的似乎不合适也不必要。

jamesdeep

FOC的驱动电流是正弦波，转矩脉动相比方波电流的六步法来说小得多，换向转矩脉动是一部分，此外方波驱动本身电流是方波，在非换向的时候也会有转矩脉动。

只要是方波驱动，无论有没有齿槽效应，一样有转矩脉动。

既然你的BLDC有传感器，低速下实现FOC应该不太困难。FOC控制要请教mandylion2008大神

tang0571

看你的应用，相当于就是伺服控制的要求了，当然最好是使用标准的伺服控制器咯。
如果成本要求非常高，堵转扭矩在额定扭矩附近，高频注入的foc倒也是可以的。
齿槽扭矩只是电机设计上的问题，伺服控制上是要求齿槽扭矩越小越好。

meiko

jamesdeep 发表于 2015-8-17 15:16
FOC的驱动电流是正弦波，转矩脉动相比方波电流的六步法来说小得多，换向转矩脉动是一部分，此外方波驱动本 ...

FOC的驱动电流是正弦波，转矩脉动相比方波电流的六步法来说小得多，换向转矩脉动是一部分，此外方波驱动本身电流是方波，在非换向的时候也会有转矩脉动。--------最后这里说的转矩脉动是否就是齿槽效应？我理解的齿槽效应是由绕组和磁铁的几何分布相关的，MAXON资料说是空心杯的绕制方式能消除这种效应。

只要是方波驱动，无论有没有齿槽效应，一样有转矩脉动。----------能否理解成换相瞬间磁场方向突变所致？

jamesdeep

非换向脉动的机理我也不是很清楚，曾经在一篇论文看到过。

没错。

meiko

jamesdeep 发表于 2015-8-17 23:49
非换向脉动的机理我也不是很清楚，曾经在一篇论文看到过。

没错。

再请教：是否FOC驱动方式可以避免齿槽效应？例如那种非空心杯绕组的BLDC也能获得无齿槽效应的结果？

jamesdeep

meiko 发表于 2015-8-19 22:40
再请教：是否FOC驱动方式可以避免齿槽效应？例如那种非空心杯绕组的BLDC也能获得无齿槽效应的结果？ ...

应该不可以吧，FOC只是保证相电流为正弦波形，跟齿槽效应没有直接关系

wuhoubohe

齿槽效应是电机本身定子开槽引起的，和控制没关系。

meiko

楼上两位：FOC的方式下，对转子磁铁来说不是一个恒定的磁场么？

jamesdeep

meiko 发表于 2015-8-20 11:03
楼上两位：FOC的方式下，对转子磁铁来说不是一个恒定的磁场么？

只能保证由定子绕组通电产生的磁场是恒定的，但不能保证加上齿槽效应之后合成的磁场也是恒定的