thuyết trình đề tài điều khiển động cơ ba pha không chổi than với mã hóa xung vuông sử dụng 56f800e

Môn Học: Máy điện Đặc Biệt Đề tài: Điều khiển động cơ ba pha không chổi than với mã hóa xung vuông sử dụng 56F800/E GVHD : Thầy Trần Đức Lợi Nhóm: 8 SVTH: Vũ Đức Thảo 11242030 Vũ Văn Thường 1124203x Hồ Văn Nhân 10102094 <3-Phase BLDC Motor Control with Quadrature Encoder using 56F800/E> Khoa Điện – Điện tử TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH 3-Phase BLDC Motor Control with Quadrature Encoder using 56F800/E Điều khiển động cơ ba pha không chổi than với mã hóa xung vuông sử dụng 56F800/E • Design of Motor Control Application Based on Processor Expert • Thiết kế dựa theo ứng dụng điều khiển động cơ bằng bộ xử lý Expert  ụ ỗ  1. Introduction of Application Benefit Giới thiệu về lợi ích ứng dụng • This application note describes the design of a 3-phase BLDC (Brushless DC) motor drive based on Freescale’s 56F800/Econtrollers. The software design takes advantage of Processor ExpertTM (PE). • Lưu ý ứng dụng này mô tả các thiết kế của một đông cơ ba pha BLDC (động cơ 1 chiều không chổi than) hoạt động cơ bản của động cơ dựa trên bộ điều khiển 56F800/E của hãng Freescale. Phần mềm thiết kế đòi hỏi bộ xử lý ExpertTM (PE). • BLDC motors are very popular in a wide variety of applications. The BLDC motor loads a commutator , so it is more reliable than the DC motor. The BLDC motor also has advantages when compared to an AC induction motor. With the ability to generate rotor achieve magnetic flux with rotor magnets, BLDC motors are more efficient and are therefore used in high-end white goods (refrigerators, washing machines, dishwashers, etc.), high-end pumps, fans and other appliances which require high reliability and efficiency. • Động cơ BLDC đang rất phổ biến trong một loạt các ứng dụng. Các động cơ BLDC nạp lên một bộ chuyển mạch, vì vậy nó có nhiều ưu thế hơn so với động cơ DC. Các động cơ BLDC có ưu điểm hơn so với động cơ cảm ứng AC. Với khả năng tạo ra tới từ thông đạt được với rotor là nam châm, động cơ BLDC có hiệu quả hơn và do đó được sử dụng trong hàng cao cấp trắng (tủ lạnh, máy giặt, máy rửa bát, vv), máy bơm cao cấp, quạt điện và các thiết bị khác có yêu cầu độ tin cậy cao và hiệu quả. Giới thiệu về lợi ích ứng dụng • The heart of the application described is a speed closed-loop BLDC drive using a Quadrature Encoder. It is an example of a BLDC motor control system design using a Freescale controller with PE software support. • Trung tâm của ứng dụng được mô tả là một vòng kín thể hiện tốc độ BLDC bằng việc sử dụng a Quadrature Encoder (mã hoá xung vuông). Đây là một ví dụ về một động cơ BLDC thiết kế hệ điều khiển sử dụng một bộ điều khiển Freescale với các phần mềm hỗ trợ PE. Giới thiệu về lợi ích ứng dụng • This application note includes the basic motor theory, system design concept, hardware implementation, and software design, including the PC master software visualization tool. • Lưu ý ứng dụng này bao gồm các lý thuyết cơ bản về động cơ, khái niệm thiết kế hệ thống, thực hiện phần cứng và thiết kế phần mềm, bao gồm cả các công cụ phần mềm máy tính chủ. Giới thiệu về lợi ích ứng dụng 3. Target Motor Theory Mục tiêu nguyên lý động cơ • A brushless DC (BLDC) motor is a rotating electric machine; the stator is a classic 3-phase stator like that of an induction motor, and the rotor has surface-mounted permanent magnets • Động cơ một chiều không chổi than (BLDC) là một máy điện quay; có phần tĩnh là một phần tĩnh 3 pha có kết cấu kiểu cổ điển như là của một động cơ cảm ứng, và phần quay có bề mặt được gắn nam châm vĩnh cửu Figure 3-1. Cross Section of BLDC Motor Bộ phận theo mặt cắt ngang của động cơ BLDC Bộ phận theo mặt cắt ngang của động cơ BLDC Điều khiển số của một động cơ BLDC • In this respect, the BLDC motor is equivalent to an inverted DC commutator motor, in which the magnet rotates while the conductors remain stationary. In the DC commutator motor, the current polarity is reversed by the commutator and brushes. However, in the brushless DC motor, the polarity reversal is performed by power transistors switched in synchronization with the rotor position. Therefore, BLDC motors often incorporate either internal or external position sensors to sense the actual rotor position, or the position can be detected without sensors. • Về mặt này, động cơ BLDC là tương đương với một động cơ DC có vành góp, trong đó nam châm quay trong khi các dây dẫn vẫn đứng yên. Trong chuyển mạch động cơ DC, cực hiện tại đảo ngược bởi các vành góp và chổi than. Tuy nhiên, trong các động cơ DC không chổi than, sự đảo chiều phân cực được thực hiện bởi Transistor công suất cung cấp dòng điện đồng bộ với vị trí rotor. Vì vậy, động cơ BLDC thường kết hợp một trong hai cảm biến vị trí bên trong hoặc bên ngoài để cảm nhận từ trường rotor, hoặc vị trí có thể được phát hiện mà không có cảm biến. Điều khiển số của một động cơ BLDC 3.1 Digital Control of a BLDC Motor Điều khiển số của một động cơ BLDC • The BLDC motor is driven by rectangular voltage strokes coupled with the given rotor position; see Figure 3-2.The generated stator flux, together with the rotor flux, which is generated by a rotor magnet, defines the torque and thus the speed of the motor. To get the maximum generated torque, the voltage strokes must be applied to the 3-phase winding system, so that the angle between the stator flux and the rotor flux is kept close to 90°. To meet this criteria, the motor requires electronic control for proper operation. • Động cơ BLDC là bị dẫn của hành trình điện áp bước vuông góc kết hợp với vị trí rotor được, xem hình 3-2.Để tạo ra mô-men xoắn tối đa được, điện áp bước phải được áp dụng cho 3 pha dây quấn, do đó góc giữa từ trường stator và rotor thông được giữ gần 90 °. Để đáp ứng các tiêu chí này, động cơ đòi hỏi phải điều khiển điện tử cho hoạt động tốt. Điều khiển số của một động cơ BLDC [...]... • Mạch điều khiển 3 pha cung cấp điện động cơ đồng thời trong cả hai chế độ Như thể hiện trong hình 3-2, pha thứ ba là không được hỗ trợ, do đó có sáu vector điện áp có thể được áp dụng cho các động cơ BLDC Hình 3-2 cho thấy biên độ điện áp tối đa áp dụng cho các động cơ BLDC, tương đương với điện áp DCBus Điện áp thấp được tạo ra bằng cách sử dụng kỹ thuật PWM, xem hình 3-4 và hình 3-5 Điều khiển. .. Quadrature Encoder output consists of three signals Two phases, A and B, represent the rotor position, and an Index pulse defines the zero position Các ứng dụng động cơ BLDC sử dụng một Bộ mã hóa xung vuông cho cảm biến vị trí rotor Đầu ra Bộ mã hóa xung vuông bao gồm ba tín hiệu 2 PHA A và B, đại diện cho các vị trí rotor, và một xung số xác định vị trí số không Quadrature Encoder versus Sensor Hall All... dụ được minh họa trong Hình 3-3 mạch điều khiển sử dụng sáu Transistor công suất với chuyển mạch độc lập Các Transistor công suất có thể được chuyển sang chế độ độc lập hoặc bổ sung Điều khiển số của một động cơ BLDC Điều khiển số của một động cơ BLDC • The 3-phase power stage supplies two motor phases concurrently in both modes As shown in Figure 3-2, the third phase is not powered, so there are six... tín hiệu Bộ mã hóa xung vuông được mô tả trong hình 3-9 So với cảm biến Hall, có một số khác biệt làm ảnh hưởng đến các thuật toán điều khiển Sự khác biệt chính là các Bộ mã hóa xung vuông không nói về các thời điểm đảo mạch và vị trí tuyệt đối, như các cảm biến Hall làm Quadrature Encoder versus Sensor Hall Figure 3-9 Quadrature Encoder Output Signals Tín hiệu ngõ ra của bộ mã hóa xung vuông The differences.. .Điều khiển số của một động cơ BLDC •A standard 3-phase power stage is used for the common 3-phase BLDC motor; an example is illustrated in Figure 3-3 The power stage utilizes six power transistors with independent switching The power transistors may be switched to independent or complementary mode • Một số mạch điều khiển 3 pha điện tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến trong động cơ 3 -pha BLDC,... depicts complementary switching • Với chuyển đổi bổ sung, hai transistor công suất được bật lên khi pha của động cơ BLDC được kết nối với nguồn điện Nhưng trong quá trình xoay tự do, tất cả các transistor công suất được tắt với chuyển mạch độc lập, hiện tại vẫn tiếp tục chạy trong cùng một hướng thông qua điốt xoay tự do, và giảm xuống bằng không Với chuyển đổi bổ sung, điều ngược lại xảy ra: transistor... VDCB BẢNG 3-1: DÃY CHUYỂN MẠCH THEO CHIỀU KIM ĐỒNG HỒ LỆNH ĐIỀU KHIỂN [ABC] PHA A PHA B PHA C 1 0 0 +VDCB - VDCB NC 1 1 0 +VDCB NC -VDCB 0 1 0 NC +VDCB -VDCB 0 1 1 - VDCB +VDCB NC 0 0 1 -VDCB +VDCB NC 1 0 1 NC -VDCB + VDCB BẢNG 3-2: DÃY CHUYỂN MẠCH THEO NGƯỢC CHIỀU KIM ĐỒNG HỒ 3.1.3.1 Quadrature Encoder versus Sensor Hall BỘ MÃ HÓA XUNG VUÔNG SO VỚI CẢM BIẾN HALL The BLDC motor application uses a Quadrature... by the transistor Q1; Phase C Is connected to the ground by transistor Q6; Phase B is unpowered Hai hình tiếp theo mô tả quá trình chuyển mạch Thực tế vị trí rotor trong hình 3-7 tương ứng với phần ABC[110], (xem hình 3-6) Các dạng điện áp thực có thể được lấy từ Bảng 3-2 Pha A kết nối với điện áp dương DCBus của transistor Q1; Pha C được kết nối đất bởi transistor Q6; Pha B không có năng lượng COMMUTATION... position must be translated to determine the commutation moment Vị trí roto thường được phát hiện bằng cảm biến Hall Cảm biến Hall trực tiếp phát hiện các thời điểm chuyển mạch Các ứng dụng được trình bày sử dụng mã hóa xung vuông xác định vị trí rôto Do đó, vị trí roto phải được dịch chuyển để xác định thời điểm chuyển mạch COMMUTATION The electrical revolution can be divided into six sectors Each sector... the phase of the BLDC motor In one phase, the top transistor is switched on; in the second phase, the bottom transistor is switched on and the third phase is not powered During freewheeling, all transistors are switched off; see Figure 3-4 • Với chuyển đổi mạch độc lập, chỉ có hai Transistor công suất được bật lên khi có dòng điện dẫn điện thực hiên bởi nguồồ đi ện pha c ủa đ ộng n cơ BLDC.Trong một pha . 56F800/E Điều khiển động cơ ba pha không chổi than với mã hóa xung vuông sử dụng 56F800/E • Design of Motor Control Application Based on Processor Expert • Thiết kế dựa theo ứng dụng điều khiển động. Môn Học: Máy điện Đặc Biệt Đề tài: Điều khiển động cơ ba pha không chổi than với mã hóa xung vuông sử dụng 56F800/E GVHD : Thầy Trần Đức Lợi Nhóm: 8 SVTH: Vũ Đức. này, động cơ đòi hỏi phải điều khiển điện tử cho hoạt động tốt. Điều khiển số của một động cơ BLDC Điều khiển số của một động cơ BLDC • A standard 3-phase power stage is used for the common 3-phase