在这个视频中,我们将了解PWM,或脉宽调制和如何使用它来控制无刷直流电机的速度。之前,我们讨论了如何控制无刷直流电机以不同的速度通过调整三相逆变器的直流电压。在这个模拟中,我们使用一个理想电压源,让我们产生不同的直流电压水平由控制器。但在现实中,我们的直流电压源提供一个固定电压,我们需要使用一种PWM技术调节或脉冲宽度调制前提供三相逆变器。
这是一个PWM信号是什么样子。它基本上是一个方波信号,重复在一个特定的频率。了解与电压调制PWM帮助,让我们来看一个例子。说,我们有一个直流电压源,可以供应0或100伏。控制一个电机以不同的速度,我们需要从0到100伏特的电压值。PWM就像一个开关,将直流电压,它适用于电机的一系列开关脉冲在一个特定的频率。每一个PWM周期称为一个周期,时间的PWM信号的百分比在给定期间给我们的责任周期。例如,如果我们有责任周期的50%,这意味着在每一个时期的一半时间信号和另一半。当我们驾驶汽车,有效的电压被电机PWM信号的平均值,也就是50伏特。我们可以取100伏的直流电压,脉冲和掉50%的工作周期来创建50伏特。
现在,如果你不断改变的责任周期,你可以不断调节这个信号和创建各种不同的值在0和100伏之间来控制你的汽车以不同的速度。请注意,工作周期越长,电压越高。现在我们知道PWM控制输出电压的平均效应所看到的汽车。这个平均效应,我们应该小心选择PWM频率时,由1 /计算。如果切换频率太低,而不是看到一个平均电压,电机将看到一个电压,试图遵循方波形状。这将导致糟糕的跟踪参考速度和汽车将加速和减速。然而,当我们增加PWM频率一定的合理价值,将平均电压,这将提高速度控制性能。注意,涟漪会发生由于开关PWM的性质。通常情况下,PWM频率控制刷马达的几赫兹和需要选择要高于运动时间常数的倒数。
既然我们已经讨论了PWM概念上,我们来看看两个常见的架构用于实现PWM。这是第一个。在这个模型中,我们想要刷跟踪所需的速度逐渐增加,从0到600 RPM。这个模型由类似的街区,我们看到在前面的视频除了这一部分,我们利用巴克转换器实现PWM控制。巴克转换器是用来调整不同电压等级的直流电压源才能控制无刷直流电机以不同的速度。在这个模拟过程中,巴克转换器的输入是由这个直流电压源块提供500伏特。让我们在这个子系统来理解巴克转换器是如何工作的。我们看到的是一个PWM发生器产生1 kHz的方波信号。如果我们去,我们看到,PWM发生器的输入工作周期,这是由控制器。由PWM发生器的信号波动在0和1之间的开关时间和控制两个buck变换器的开关。 Depending on this duration, we observe a different amount of voltage drop at the output of the buck converter.
在这里,我们测量两个电压;一个在巴克转换器的输入直流电压源和第二个巴克转换器的输出,给出了调制直流电压,然后提供给三相逆变器。现在,我们运行这个模型,看看这两个电压的参考和测量速度。
在情节上,我们看到,直流电压源是500伏。第二个向我们展示了巴克的调制直流电压转换器。由于电压调制,我们能够控制电机以不同的速度我们看到在这里。这里所示的测量速度是橙色成功地跟踪期望的速度以绿色显示。
我们讨论了刷速度控制使用这种体系结构,使用PWM发生器以及一个巴克转换器提供调制三相逆变器的直流电压。让我们来看看第二个架构PWM控制是如何实现的。我们注意到的第一件事是,这个模型不使用巴克转换器。在第一个模型中,我们被调制的电压提供给三相逆变器。但在这个模型中,我们直接调节相通。这里,使用PWM变换下逻辑子系统,接下来我们将仔细看看。
这是PWM发生器。根据这个逻辑,我们看到,PWM发生器输出确保直流电压源脉冲开关激励正确的阶段基于转子的部门。最简单的方式了解电压调制执行这里是模拟模型和观察相通。现在,我们将运行模型,看看速度、部门、阶段a和c阶段电压。如速度图所示,在这个区域的速度是恒定的。让我们放大在这里更好地看清相通电改变电动机运行在一个恒定的速度。根据这个逻辑,当转子在部门一个假设,这两个输入选择。这一命令的高和低信号和C阶段,分别。这个输入并完全相反通过发送一个低信号和高信号c。这两个国家之间的PWM发生器开关根据其责任周期,因此这里我们看到阶段a和c阶段电压脉冲开关+ / + / -250伏之间直流电压源/ 2。这样的相电压调制时,有效的电压被电机将平均。
还记得我们在前面讨论了如何反电动势感应在non-commutating阶段。反电动势电压的情节给了我们一个了解的平均电压电机。例如,当A阶段没有被转换这阶段反电动势电压告诉我们,A阶段电压被电机将在约25伏在这个地区,而c阶段电压被电机将-25伏左右。使用这个线索,我们可以简单地算出有效的电压是在其余的转换阶段。
总之,我们讨论了脉宽调制的概念,它是如何用于控制无刷直流电机以不同的速度。我们也谈到了两个常见的PWM的实现和模拟这些模型仔细看看在PWM控制电压和速度特征。你也可以看看我们其他的视频系列,我们将展示如何构建模型,我们使用这些技术在视频。请找到下面的链接系列。
在未来科技视频交谈,我们将讨论永磁同步电动机马达和定向控制。刷和永磁同步电动机运动控制的更多信息,别忘了看看这个视频下面的链接。
