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無刷直流電機的保護電路方案
2012年03月28日 14:45 來源:本站整理 作者:灰色天空 我要評論(0)
本文給出幾種電機的保護方案,它不僅響應速度快,控制可靠,而且大大地降低了保護裝置的生產(chǎn)成本。該保護電路與傳統(tǒng)的保護電路相比,省去了熱繼電器、交流接觸器等保護裝置的能耗,與電機為一體。經(jīng)測試驗證,效果良好。
1 電流檢測原理
要實現(xiàn)過流保護,首要的任務是檢測電機的電流。通常有2種檢測電流的方法:
(1)小阻值無感采樣電阻。通常采用康銅絲或者貼片件,這是一種廉價的方案,但是要注意采樣電阻阻值的選取,功率要足夠大,同時電阻的電感要小,以排除感抗在電阻兩端引起的電壓降。
(2)霍爾電流傳感器。適合驅動開發(fā),采用LEM公司的LA28-NP霍爾電流傳感器的電流測量,它的優(yōu)點是精度高,可靠性高。
在電流采樣的位置上也有2種方法可以選擇:
(1)相電流采樣。將采樣電阻或者霍爾電流傳感器置于每一相,假設三相電流分別為ia,ib和ic,又因為無刷電機的三相電流有如下關系:ia+ib+ic=0,所以只要檢測出無刷電機中兩相電流就可以得到另一相的電流信息。
(2)母線電流采樣。一般是將采樣電阻或者電力傳感器置于母線負側進行電流采樣。
下面介紹一種基于LEM霍爾電流傳感器采樣母線電流的方法,該方法精度高,可靠性高。
將霍爾傳感器LA28置于母線負側到地之間進行電流檢測,LA28將檢測到的初級電流按1 000:1的比例進行縮小,得到次級電流,次級電流經(jīng)過I/V電路之后轉化為方便A/D(模/數(shù)轉換模塊)采集的電壓量,但是I/V輸出的電壓信號含有豐富的PWM斬波的高次諧波分量,所以如果直接送單片機的A/D口,會檢測不到電壓信息,因此需要加信號調(diào)理電路,即將I/V電路得到的電壓送入巴特沃思(Butterworth)二階低通濾波器進行低通濾波。經(jīng)過低通濾波之后可以將高次諧波分量濾除,進而得到直流分量,同時為了便于A/D口采集,將濾波后的小電壓信號進行比例放大,之后送入A/D口進行檢測。這個硬件電路示意圖如圖1所示。
I/V電路如圖2所示。
圖3給出了二階低通濾波器的設計方法。實際設計時,使R1=R2,C1=2C2,可以實現(xiàn)-40 dB/10倍頻的頻率響應。其截至頻率的計算公式為:
在實際電路中電阻電容取值為R=100 kΩ,C=1μF,截至頻率f=1.126 Hz,從而將方波電壓信號的中高次諧波分量濾除,進而得到平穩(wěn)的直流分量。
本文導航
- 第 1 頁:無刷直流電機的保護電路方案(1)
- 第 2 頁:同相和反向比例電路
- 第 3 頁:單片機固件軟件級過流保護