《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 測試測量 > 業界動態 > 示波器在直流無刷電機行業的典型應用

示波器在直流無刷電機行業的典型應用

2016-11-16
來源:ZLG致遠電子

  作為電機行業的“新人”, 無刷電機是實至名歸的后起之秀,以狂浪之勢涌入醫療,工業控制,消費電子和汽車電子等高精度控制行業,“無刷“是不是未來電機行業的發展趨勢?本文以案例的形式扒一扒無刷電機那些事!

  近年來,無刷電機在醫療,工業控制,消費電子和汽車電子等高精度控制行業廣泛應用,無刷電機性能的好壞很大程度上取決于電機驅動器,研發階段,工程師如何借助示波器快速、便捷、真實的對驅動器信號進行分析?本文主要介紹ZDS4054Plus數椐挖掘型示波器對電機驅動器的典型測試及案例分析。

  一、直流無刷電機介紹

  隨著電力電子的發展和新型永磁材料的出現,無刷直流電機得到了迅速發展,無刷直流電機通過電子器件實現了電機的換相,取代了傳統的機械電刷和換相器。其由電動機主體和驅動器組成,是一種典型的機電一體化產品。 電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法,同三相異步電動機十分相似。電動機的轉子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測電動機轉子的極性,在電動機內裝有位置傳感器。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成,其功能是:接受電動機的啟動、停止、制動信號,以控制電動機的啟動、停止和制動;接受位置傳感器信號和正反轉信號,用來控制逆變橋各功率管的通斷,產生連續轉矩;接受速度指令和速度反饋信號,用來控制和調整轉速;提供保護和顯示等。無刷電機憑借噪聲低、壽命長、轉速高、體積小、動態性能好、輸出力矩大、設計簡便等特點,在醫療、工業控制、消費電子、電動工具、電動車等領域廣泛應用。

1.png

  二、無刷電機的工作原理

  首先,看一下無刷電機驅動器的框圖,如下:

2.png

  有上圖可知,MCU通過配置寄存器輸出六路PWM只是控制信號,其最高電壓也只有5V,不能直接驅動電機,而是通過控制功率管的開關來使電機運行,驅動電路一般是由多個MOSFET組成的驅動橋和電機驅動橋功率管構成。無刷電機的換向是換相是依靠轉子位置的檢測進行的,其中有感驅動方式是利用霍爾傳感器檢測轉子位置的,無感驅動方式是通過檢測和計算無刷電機轉動過程中的電流、電壓等參數變化,推測轉子位置,進而進行換相的。

3.png

  換向原理

  無刷電機內部安裝有霍爾傳感器,其可以根據轉子不同位置時的不同磁場方向分布情況,而給出1或0的輸出信號,三個傳感器均勻安裝,在360度的電角度上發生6次翻轉電平,每次相差60度電角度,根據三個傳感器的信號編碼測出轉子的位置,這就是常用的有感驅動方式。另外,無感驅動方式是通過檢測和計算無刷電機轉動過程中的電流、電壓等參數變化,推測轉子位置,進而進行換相的。

       驅動電路工作原理

4.png

  

  驅動電路簡化圖

  圖中Q1到Q6為功率場效應管,當需要AB相導通時,只需要打開Q1, Q4管,而使其他管保持截止。此時,電流的流經途徑為:正極→Q1→線圈A→繞組B→Q4→負極。MCU給Q1的柵極是PWM信號,而給Q4的柵極是常開信號,這樣你就可以通過控制Q1輸入端的PWM信號占空比來控制驅動電機的有效電壓。其他五步換向導通也是這樣。實測各相波形如下:

5.png

  各相電壓波形實測效果

  三、ZDS4054Plus的實測應用與分析

  針對上述無刷電機驅動器的PWM信號分析,ZDS4054Plus示波器又有哪些新的測試體驗呢?

  512Mpts大數椐存儲

  針對案例中無刷電機的驅動電壓,工程師在觀察PWM信號時,若信號中出現異常,則難以通過觸發方式觸發,需要在大時基下,通過縮放模式分析包絡內的信號,(在縮放窗口觀察波形細節),PWM信號頻率幾十K以上,需要保證較高的采樣率,同時PWM信號還伴隨有電流、編碼器等載波信號,需要多個通道分別觀察,從波形時間、采樣率、多通道三方面看,都需要大存儲。圖1為無刷電機PWM驅動信號,在存儲深度設為350M時,捕獲7S的波形,采樣率依然高達50M Sa/s,保證了波形不失真。由公式:存儲深度=波形時間*采樣率可知,ZDS4000系列示波器標配512Mpts存儲深度,保證在捕獲長時間波形同時保持高采樣率。

6.png

  雙ZOOM模式+智能標注

  如上圖,在捕獲較長時間的波形后,如何對PWM驅動信號或異常信號進行分析呢?另外,在工業伺服應用方面,在不同的工況下,在切換不同負載的時候,對應不同時間的驅動器波形變化或出異常信號,整個負載切換到穩定的過程時間較長,也需要在大存儲深度下,觀看波形細節,針對上述情況,ZDS4000系列示波器在保證大存儲深度的情況下,支持雙ZOOM縮放模式,可以為兩個縮放窗口分別設置系數,配合智能標注功能,對任意處感興趣的信號進行標注。圖中為對PWM驅動信號,主時基內的波形在兩個ZOOM窗口分別放大,ZOOM1為PWM周期信號,ZOOM2為PWM某一尖峰的振蕩波形,在大存儲深度的保證下,采樣率50M Sa/s,保證了波形細節的真實性。同時,配合智能標注功能,如在主時基上做一標注,在ZOOM1、ZOOM2上能夠快速找到標注點,可看到ZOOM1中標注點——PWM的第3個尖峰,在ZOOM2中可查看到尖峰的振蕩情況及幅值。

7.png

  四、總結

  ZDS4000系列數椐挖掘型示波器,憑借512M深存儲、雙ZOOM模式、模板觸發、FIR硬件濾波和智能標定等功能,能夠快速、真實定位分析無刷電機驅動器的異常波形,為無刷電機行業的波形調試提供完美解決方案!


本站內容除特別聲明的原創文章之外,轉載內容只為傳遞更多信息,并不代表本網站贊同其觀點。轉載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權歸版權所有權人所有。本站采用的非本站原創文章及圖片等內容無法一一聯系確認版權者。如涉及作品內容、版權和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經濟損失。聯系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。
主站蜘蛛池模板: 污网站视频在线观看 | 国产欧美va欧美va香蕉在 | 久久精品视频国产 | 久热只有精品 | 99久久免费精品国产免费高清 | 婷婷综合社区 | 国产猛烈无遮掩视频免费网站男女 | 最新久久免费视频 | 激情六月综合 | 免费萌白酱国产一区二区三区 | 2017亚洲男人天堂 | 一级久久 | 久久精品视频一区二区三区 | 日韩区在线观看 | 99久久国内精品成人免费 | 国产精品视频免费视频 | 婷婷四房 | 四虎澳门永久8848在线影院 | 欧美在线观看视频一区 | 五月婷婷婷 | 天天躁天天狠天天透 | 免费一级毛片在线播放不收费 | heyzo国产亚洲高清 | 国产精品视频一区二区三区w | 精品suv一区二区三区 | 免费在线一级片 | 色视频在线免费观看 | 亚洲一区不卡视频 | 乱人伦中文视频在线观看免费 | 色综合精品 | 日本无遮挡 | 久久精品国产99久久无毒不卡 | 久久天天躁夜夜躁狠狠 | 美女羞羞视频免费网站 | 狠狠久久久久久亚洲综合网 | 精品三区 | gogogo高清在线观看视频 | 婷婷丁香在线 | 国产精品一区二区资源 | 久久国产精品男女热播 | 激情久久久久久久久久 |