直流無刷電機(BLDC)集成了霍爾傳感器,是基于FOC的閉環(huán)操作。在工業(yè)領域涉及到大電流、大功率,有沒有較好的電機控制方案呢?據了解,目前很多工業(yè)級的電機都是使用直流無刷電機,而要控制直流無刷電機,方法也有很多,為了方便快捷,Trinamic是否也有快速、高效的解決方案呢?
以往的方式,會采用某種控制卡,通過自己編寫或是定制一套算法,然后連接控制芯片使用。為了控制電機轉動方向及電機轉動位置,直流無刷電機采用霍爾傳感器記錄位置,再將信號發(fā)送給控制芯片,除了精度差以外,通過軟件算法提供的支持,基本滿足電機控制的所有要求。而這個方案也有不少缺點,如前期需要較多的時間去鉆研算法,同時控制卡體積大,成本也較高。
而Trinamic作為全球嵌入式運動控制領導企業(yè),對于BLDC電機推出的控制方案中,采用的是TMC4671+TMC6100,其中TMC4671是帶FOC的算法芯片,具有轉矩控制 (FOC)、速度控制和位置控制;而TMC6100是三相BLDC預驅芯片,這套方案支持大功率的電機運動控制,具有更精密、精確、高效的解決方法。這套方案在國內并沒有大力推廣,造成目前國內企業(yè)對于使用該套方案的依舊是少數。
隨著缺芯潮來臨,這個方案也得到越來越多的工業(yè)客戶認可,并且自主設計新的板子及開發(fā)新的軟件控制程序,來滿足更高要求的、更高精度的運動控制。
如果使用Trinamic的解決方案,如何實現高效的定位呢?會給BLDC電機的控制帶來哪些解決方式呢?
無刷直流電機帶霍爾傳感器,如何調速?
通過脈沖方向調節(jié)頻率來調節(jié)速度的。我們需要設置芯片的頻率,正常驅動芯片的頻率是25KHZ,顯然這個精度是足夠了,畢竟是霍爾的傳感器,本身精度就不高,所以頻率設置再高也沒的什么用。
通過頻率調速時,根據設置的脈沖方向,隨著脈沖頻率的高低,就能實現電機的快慢。
直流無刷電機精度設置
需要調一個寄存器,寄存器默認是0,0代表的意思是不使用脈沖方向,當設置為1時,就是輸入一個脈沖,電機走一個位置,當設置為2時,就是輸入兩個脈沖,走一個位置。
直流無刷電機在運動過程中,如何控制它的距離及位置呢?
霍爾傳感器本身就沒有精度可言,一圈一共才6個位置,本身精度就非常低,通過編碼器,使用SPI直接來發(fā)位置數即可。電機運動的快慢、停止、位置都可以用SPI發(fā)數值來改變它。
不足之處
使用TMC4671+TMC6100方案,不支持絕對式編碼器,需要通過MCU中轉,輸出絕對值。
TMC4671是硬件FOC算法,通過SPI配置寄存器即可。雖然解決了硬件部分的驅動方案,但依舊要得到軟件工程師的支持,特別是項目已經有一套算法時,需要放棄該算法來重新制定一套新的算法來滿足這套驅動程序,給軟件工程師帶來一定的工作量。
Trinamic帶來的解決方案
精度高,提升性能
體積小,節(jié)省空間
自帶算法,設計新項目可減少很多大工作量
成本控制,Trinamic芯片供應穩(wěn)定
Trinamic對于直流無刷電機的控制方案未來也必將成為一種趨勢。目前TMC4671+TMC6100方案,廣泛用于電動遙控汽車、醫(yī)療設備、實驗室自動化、機器人、機器手臂、工廠自動化以及泵和鼓風機等設計項目。同時也希望該領域的工程師們給予我們寶貴意見,對集成芯片進行了仔細評估和改進。可以使用以上評估板,對您的項目進行改進及升級測試。