近年來(lái)，無(wú)刷電機(jī)在醫(yī)療，工業(yè)控制，消費(fèi)電子和汽車(chē)電子等高精度控制行業(yè)廣泛應(yīng)用，無(wú)刷電機(jī)性能的好壞很大程度上取決于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，研發(fā)階段，工程師如何借助示波器快速、便捷、真實(shí)的對(duì)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)進(jìn)行分析？本文主要介紹ZDS4054Plus數(shù)椐挖掘型示波器對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的典型測(cè)試及案例分析。

一、直流無(wú)刷電機(jī)介紹

隨著電力電子的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)，無(wú)刷直流電機(jī)得到了迅速發(fā)展，無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)電子器件實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的換相，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械電刷和換相器。其由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱(chēng)星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等。無(wú)刷電機(jī)憑借噪聲低、壽命長(zhǎng)、轉(zhuǎn)速高、體積小、動(dòng)態(tài)性能好、輸出力矩大、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，在醫(yī)療、工業(yè)控制、消費(fèi)電子、電動(dòng)工具、電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

二、無(wú)刷電機(jī)的工作原理

首先，看一下無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的框圖，如下：

有上圖可知，MCU通過(guò)配置寄存器輸出六路PWM只是控制信號(hào)，其最高電壓也只有5V，不能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而是通過(guò)控制功率管的開(kāi)關(guān)來(lái)使電機(jī)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電路一般是由多個(gè)MOSFET組成的驅(qū)動(dòng)橋和電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋功率管構(gòu)成。無(wú)刷電機(jī)的換向是換相是依靠轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)進(jìn)行的，其中有感驅(qū)動(dòng)方式是利用霍爾傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的，無(wú)感驅(qū)動(dòng)方式是通過(guò)檢測(cè)和計(jì)算無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的電流、電壓等參數(shù)變化，推測(cè)轉(zhuǎn)子位置，進(jìn)而進(jìn)行換相的。

換向原理