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无刷电机的控制方案选型,疑问

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发表于 2017-6-8 13:43:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
大家好,我最近在本坛里逛了好久,关注了一下四轴飞行器使用的无刷电机(BLDC)的控制器——电调(电子调速器),所谓的电调,我理解的功能是无刷电机的控制器。
在百度上搜索了一下,在本坛里也看了不少,基本对无刷电机(BLDC)的控制和普遍的控制方法有了一个简单的认识,
大多数的“电调”的方案如下:
无感方式:
1、“分立元件构成电路驱动功率MOS管 + 单片机 + 分立元件(电阻)构成电路的反向电动势过零检测转子位置”,成品的商品电调有 好盈 等等……
2、TI和ST官方都有一种称之为“FOC”的矢量控制方法,是一种感觉挺复杂的算法完成的,好像也不用检测反向电动势过零,现在还并不明白具体的原理,请了解的朋友简单的介绍一下,帮我扫扫盲,万分感谢!
3、使用专用的无感无刷电机驱动芯片,再加上外部的MOS管,只需要输入PWM和方向信号,就可以像有刷直机一样很简单控制转动起来;如东芝的TB6575

有感方式:
1、使用霍尔传感器直接检测转子位置的方式,依然是使用单片机 + 分立元件构成电路驱动功率MOS管(或是使用栅极驱动器驱动MOS管);
2、使用专用的有感无刷电机驱动芯片,再加上外部的MOS管,只需要输入PWM和方向信号,就可以像有刷直流电机一样很简单控制转动起来;

我的疑问是,为什么有现成的专用无感无刷电机驱动芯片(如东芝的TB6575)和现成的专用有感无刷电机驱动芯片(具体想不起来型号了,之前看到过),即简单又方便,成本也不高,然后却有很多朋友都在使用 上述列举的“无感方式1” “无感方式2”还有“有感方式1”呢?这三种方法,都需要设计者对无刷的结构组成和控制方法及策略有一定的认识和研究,才能完成。
我对无刷电机的应用没有什么经验,只是听说有 定载应用、重载应用、负载多变应用,据说负载的不同,对无刷的启动策略有不同的要求,请了解的朋友,帮忙解释解释。先万分感谢啦……!
发表于 2017-6-8 16:28:08 | 显示全部楼层
问的好,楼下来解答
发表于 2017-6-8 17:36:48 | 显示全部楼层
楼主表达很清楚,赞一个!也想详细了解一下。
“专用无感无刷电机驱动芯片和现成的专用有感无刷电机驱动芯片”,我想应该是比较贵,不灵活,开发者爱折腾。不过专用芯片肯定是趋势
发表于 2017-6-9 17:27:31 | 显示全部楼层
玩过就知道了,为什么要无感。
发表于 2017-6-9 17:31:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 ilan2003 于 2017-6-9 17:32 编辑

TB6575 这么小的芯片 又不能驱动四轴的无刷电机,  性能指标不能满足,而且控制接口不能定制,比如商品电调是ppm信号,德国佬的自制的电调是I2C接口,TB6575感觉只适合风扇之类的电机驱动。


部件型号        TB6575FNG       
产品分类        三相无传感器控制器       
功能        PWM型, 外加晶体管结构       
封装        SSOP24-P-300-0.65A       
管脚数        24       
表面安装型        Y       
电路数        1       
输出电流 IO        0.02 A       
输出电压, max        5.5 V

商品电调性能指标  (四边选一个)
20A描述

1输出能力:持续电流20A,短时电流25A(不少于10秒);
2电源输入:2-3节锂电池组或5—9节镍氢/镍镉电池组;
3BEC输出:5V@2A (线性稳压模式-linear mode);
4最高转速:2极马达210000转/分钟,6极马达70000转/分钟,12极马达35000转/分钟;
5尺寸:  42mm(长)*25mm(宽)*8mm(高);
6重量: 19g(含散热片);




 楼主| 发表于 2017-6-12 08:40:38 | 显示全部楼层
ilan2003 发表于 2017-6-9 17:31
TB6575 这么小的芯片 又不能驱动四轴的无刷电机,  性能指标不能满足,而且控制接口不能定制,比如商品电调 ...

哪些性能不能满足,致使不能驱动四轴的无刷电机呢?除了你说的接口不能定制以外,其他方面可以讲讲吗?
发表于 2017-6-12 11:36:38 来自手机 | 显示全部楼层
用峰岹的mcu吧
发表于 2017-6-12 11:54:57 | 显示全部楼层
专用的bldc驱动 外接大mos的,有什么可以推荐?我想寻求一个200w,400w的专用控制芯片
发表于 2017-6-12 12:05:14 | 显示全部楼层
用MCU 是因为 ,功能可以随意订做,,,专用IC 如果你要实现 缓启动,调速什么的。不是又要一颗MCU 。 。 总体成本不就上来了。
发表于 2017-6-12 12:20:17 来自手机 | 显示全部楼层
我做无刷电机控制有三年多了,用的是有感。
 楼主| 发表于 2017-6-12 16:14:11 | 显示全部楼层
Alan_Zhang 发表于 2017-6-12 12:20
我做无刷电机控制有三年多了,用的是有感。

具体是什么类型的产品呢?使用的是专用无刷驱动集成芯片+外部MOS的方案,还是单片机自己控制换相的呢?
发表于 2017-6-13 00:04:51 | 显示全部楼层
还是无感的有前途。现在的算法已经越来越好了
发表于 2017-6-13 00:55:23 来自手机 | 显示全部楼层
问问题挺有水平,比那些一上来就求原理图求源代码的自己不思考的强多啦。说说我了解的吧,无感集成方式3那种我没用过,双轮扭扭车用的应该是有感集成的。剩下几种方式简单区分,有感、无感,方波、弦波,集成、分立。这三个方面根据应用自由组合了,比如转速,功率,负载特性,可靠性要求,价格,pcb空间等多方面因素。举两个例子,电动车控制器我了解的大多都是分立加弦波(一级市场),第一个原因就是价格便宜。电调应该都是集成驱动,空间太小。现在已经有不少单片机集成电源、mos驱动和高速运放,价格都比较贵,一颗芯片的价格都抵得上电动车控制器整版的价格了。
发表于 2017-6-13 09:06:28 | 显示全部楼层
higeo 发表于 2017-6-13 00:55
问问题挺有水平,比那些一上来就求原理图求源代码的自己不思考的强多啦。说说我了解的吧,无感集成方式3那 ...

其实就是一句话“根据需求定方案”,没有明确需求的都是耍流氓
 楼主| 发表于 2017-6-13 16:18:02 | 显示全部楼层
higeo 发表于 2017-6-13 00:55
问问题挺有水平,比那些一上来就求原理图求源代码的自己不思考的强多啦。说说我了解的吧,无感集成方式3那 ...

我之前拆过一个双轮平衡车的控制板,里面的控制方式是“独立MOS+栅极驱动器IC+同轴霍尔芯片+处理器”,这个应该是处理器控制各相通电实现无刷电机的换相的,好像小米的NineBot也是这样的,你说的双轮扭扭车,是指的双轮平衡车吗?
还有电动车控制器的方案是“独立MOS+分立器件搭的MOS驱动+霍尔反馈+处理器”,再由处理器通过霍尔传感器检测转子位置,程序控制通电顺序,来实现无刷换相的吗?
 楼主| 发表于 2017-6-13 16:32:59 | 显示全部楼层
higeo 发表于 2017-6-13 00:55
问问题挺有水平,比那些一上来就求原理图求源代码的自己不思考的强多啦。说说我了解的吧,无感集成方式3那 ...

而且现在大部分四轴飞行器的电调都是“独立MOS(上P下N或上N下N)  +  分立MOS驱动(自举等)或栅极驱动器   +   电阻网络反向电势过零检测转子位置(算是无感方式)  +   处理器   +    PPM接口(或I2C接口)”,由处理器检测反向电势过零检测转子位置,并在合理时机控制通电顺序,实现程序换相。
目前并没有见过“独立MOS  +  无感集成芯片   +  PWM接口”  方式的电调。
发表于 2017-6-13 16:47:54 | 显示全部楼层
孙为 发表于 2017-6-13 16:18
我之前拆过一个双轮平衡车的控制板,里面的控制方式是“独立MOS+栅极驱动器IC+同轴霍尔芯片+处理器”,这 ...

之前没表述清楚,应该是我见过双轮妞妞车用你说的那种集成芯片的,并不是所有都是。电动车控制器也不可能全一样的,一级市场,二级市场的要求、定位、价格等等都不一样,我之前了解的一级市场应该都是有感正弦波驱动器(大概去年的样子,现在行情不清楚),二级市场很多要求都是双模的,二级市场成本要求很高,一颗MCU也就1块多钱,一颗正弦波控制器的芯片按照103C8来算也贵了好几块了
发表于 2017-6-14 07:30:49 来自手机 | 显示全部楼层
孙为 发表于 2017-6-12 16:14
具体是什么类型的产品呢?使用的是专用无刷驱动集成芯片+外部MOS的方案,还是单片机自己控制换相的呢? ...

单片机控制换相,ir2136驱动
发表于 2017-6-14 08:18:24 | 显示全部楼层
无感驱动针对应用场合的不同,启动算法也不同,那些所谓的集成了算法的驱动芯片,往往启动算法是有缺陷的,并不能完美启动,并且价格也比较高昂,还受限于一些电压并不适用。
发表于 2017-7-6 17:18:26 | 显示全部楼层

韶峰垃圾中的战斗机
发表于 2017-7-6 21:47:33 | 显示全部楼层
CH3 发表于 2017-7-6 17:18
韶峰垃圾中的战斗机

有过惨痛的精力,还是痛苦后的领悟,:-)。
发表于 2017-7-9 17:47:47 来自手机 | 显示全部楼层
nibia 发表于 2017-6-12 11:54
专用的bldc驱动 外接大mos的,有什么可以推荐?我想寻求一个200w,400w的专用控制芯片 ...

Allergo 4960 无感驱动芯片,spi通讯
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