8.1. Back EMF - Phương pháp xác đ nh Zero Crossing Pointsị
8.1.1. So sánh đi n áp pha n i v i đi n áp đi m trung tính:ệ ổ ớ ệ ể
Để xác định điểm giao cắt bằng không của tín hiệu Back-EMF, chúng ta có thể so sánh điện áp pha nổi (pha không được cấp điện trong một trạng thái chuyển mạch) với điện áp điểm trung tính. Điều này được giải thích ở dưới đây:
Giả sử tại trường hợp pha A được cấp +VDC, pha B cấp -VDC, pha C để hở. Khi đó, điện áp pha C được xác định:
(7) Trong đó, vC là điện áp pha C, eC là sức phản điện động pha C, vN là điện áp điểm trung tính. Như vậy, khi eC về 0, điện áp pha C sẽ bằng điện áp điểm trung tính. Với những động cơ có điểm trung tính, việc so sánh khá dễ dàng. Tuy nhiên, với những động cơ không có sẵn điểm trung tính, chúng ta có thể tạo ra, gọi là điểm trung tính ảo.
Hình 38: So sánh điện áp pha C với điểm trung tính ảo
Để điều khiển tốc độ động cơ BLDC, chúng ta sử dụng phương pháp điều xung cho các MOSFET phía cao, do đó tín hiệu điểm trung tính cũng biến động như xung PWM.
Nếu như thực sự sử dụng điện áp điểm trung tính, chúng ta cần sử dụng bộ chia điện áp để giảm điện áp phù hợp cho việc so sánh; bộ lọc thông thấp để giảm nhiễu tín hiệu tần số cao. Hai phương pháp cải thiện tín hiệu cũng được trình bày ở hình 1. Tuy nhiên, bộ chia điện áp sẽ làm giảm độ nhạy tín hiệu khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp. Mặt khác, bộ lọc thông thấp sẽ tạo ra độ trễ cho việc xác định vị trí Rotor. Khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao, độ trễ sẽ ảnh hưởng tới hoạt động của động cơ. Do đó phương pháp so sánh điện áp pha nổi với điểm trung tính không hoạt động tốt ở tốc độ thấp và cao.
8.1.2. So sánh đi n áp cu n dây h v i ½ VDC ệ ộ ở ớ
Hình 39: Xác định ZCPs khi PWM bật
Theo hình 3, điện áp điểm trung tính theo pha A:
(8) Tương tự, ta có điện áp điểm trung tính theo pha B:
(9) Từ (8) và (9), ta có:
(10) Theo hình 2, tổng sức phản điện động ba pha bằng 0:
(11) Do đó, điện áp điểm trung tính trở thành:
(12) Điện áp pha C được tính bằng:
(13) Như vậy, giải pháp cho động cơ hoạt động ở tốc độ cao – chu kỳ nhiệm vụ PWM cao đó là so sánh điện áp điểm trung tính với điện áp không đổi: ½ VDC.
8.2. S đ toàn m ch chi ti t:ơ ồ ạ ế