介紹
微控制器技術(shù)（下面簡(jiǎn)稱(chēng)MCU）比以往更低的成本更有效地控制電動(dòng)機。這加速了從機電控制到電子電機控制的轉變。 MCU控制的無(wú)刷直流電機消除了電刷磨損機制和電弧放電。其優(yōu)點(diǎn)包括更高的效率，更高的轉矩慣性比，更高的速度能力，更低的可聽(tīng)噪聲，更高的熱效率和更低的EMI特性。
多脈沖發(fā)生器（MPG）為直流電機控制提供靈活，經(jīng)濟高效的微控制器解決方案。下面我們來(lái)描述MPG如何用于控制帶傳感器的無(wú)刷直流電機。
多脈沖發(fā)生器概述
多脈沖發(fā)生器包括：
1）16位PPG定時(shí)器：為波形定序器提供PPG信號；
2）16位重載定時(shí)器：作為波形序列發(fā)生器的間隔定時(shí)器，用于電機速度檢查。它記錄每個(gè)狀態(tài)的時(shí)間（計算速度）并檢測電機運行中的任何異常。在檢測到缺失位置檢測時(shí)，它禁用多脈沖發(fā)生器的OPT輸出；
3）波形序列器。波形序列發(fā)生器是多脈沖發(fā)生器的核心。它能夠生成各種波形，如PPG波形，非重疊波形。波形序列器根據多脈沖發(fā)生器（SNI2~0）的輸入信號將16位PPG定時(shí)器輸出信號指向多脈沖發(fā)生器輸出引腳（OPT5~0）。 OPT5~0輸出信號與PPG信號同步為了消除不必要的故障。
直流電機的概念
在任何電動(dòng)機中，操作都基于簡(jiǎn)單的電磁學(xué)。載流量導體產(chǎn)生磁場(chǎng);當它被放置在外部磁場(chǎng)中時(shí)，它將經(jīng)歷與導體中的電流成比例的力，以及與導體的強度成正比的力外部磁場(chǎng)。在大多數常見(jiàn)的直流電動(dòng)機中，產(chǎn)生外部磁場(chǎng)高強度永磁體。每個(gè)直流電機都有六個(gè)基本部件 - 軸，轉子（電樞），定子，換向器，磁場(chǎng)磁鐵，和刷子。定子是電動(dòng)機的固定部分。它包括電機外殼和兩個(gè)或更永久的磁極片。轉子由繞組組成。繞組是電氣的連接到換向器。轉子（連同軸和連接的換向器）旋轉相對于定子。電刷，換向器觸頭和轉子繞組的幾何形狀使得在通電時(shí)如果應用，通電繞組和定子磁鐵的極性不對齊。該轉子將旋轉，直到它幾乎與定子的磁場(chǎng)磁鐵對齊。隨著(zhù)轉子到達對準時(shí)，電刷移動(dòng)到下一個(gè)換向器觸點(diǎn)，并激勵下一個(gè)繞組。
直流電機的優(yōu)點(diǎn)
?易于理解的設計
?易于控制速度
?易于控制扭矩
?簡(jiǎn)單，便宜的驅動(dòng)設計
?比相同功率的感應電動(dòng)機小
?可變速度比感應電機需要更少的組件
直流電機的缺點(diǎn)
?生產(chǎn)成本高昂
?無(wú)法在最低速度下可靠控制
?體積更大
?高維護
?灰塵
?不能在某些危險環(huán)境中使用
?比感應電機更響亮
使用MPG控制直流電機
直流電機由波形序列器生成的序列控制，序列波形由PPG組成，并根據當前轉子位置改變狀態(tài)，該輸出數據寄存器（OPDR）決定輸出哪個(gè)OPT輸出（OPT5~0）引腳16位PPG定時(shí)器輸出，通過(guò)將不同的輸出數據緩沖寄存器（OPDBRB~0）加載到輸出數據寄存器（OPDR），生成各種OPT輸出組合（OPT5~0）。這樣，在多脈沖發(fā)生器輸出時(shí)可以呈現/不存在16位PPG定時(shí)器輸出（OPT5?0）。 PPG定時(shí)器輸出信號也從一個(gè)OPT輸出切換到另一個(gè)OPT輸出根據輸出數據寄存器（OPDR）和輸出數據緩沖區中設置的順序寄存器（OPDBRB~0）。
由于直流電機是閉環(huán)控制，因此它始終具有來(lái)自電機的反饋。 有些電機有轉子位置傳感器（霍爾傳感器），有些是無(wú)傳感器的。 對于霍爾傳感器，位置檢測多脈沖發(fā)生器中的電路用于檢測位置輸入（SNI2~0）的邊沿/電平檢測直流電機的轉子位置。 但是，在無(wú)傳感器的情況下，外部電路是需要檢測電機線(xiàn)圈的反電動(dòng)勢并將其轉換為位置信號。該來(lái)自電機傳感器/反電動(dòng)勢電路的位置信號將連接到輸入捕獲以獲得速度計算。 如果實(shí)際速度高于/低于預期，則調整PPG任務(wù)以糾正速度。
直流電機緊急停止
DTTI1控制用于在緊急情況下停止多脈沖發(fā)生器輸出。 它是由DTTI1輸入的電平“0”觸發(fā)。速度計算直流電機控制通常包含6種狀態(tài)。 MCU中的定時(shí)器記錄每個(gè)狀態(tài)使用的時(shí)間，然后總結6個(gè)州的持續時(shí)間。 結果總和是一個(gè)電循環(huán)的時(shí)間。一個(gè)電循環(huán)= T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 = Ts一個(gè)物理循環(huán)（轉子旋轉一圈）= Ts x（極對數）因此，RPM = 60 /（Ts x（極對數））可以通過(guò)調整PPG的占空比來(lái)調整速度。多脈沖發(fā)生器直流電機波形輸出數據緩沖寄存器（OPDBR）由12個(gè)寄存器組成。 通過(guò)加載不同OPDBR寄存器進(jìn)入輸出數據寄存器（OPDR），輸出各種波形多脈沖發(fā)生器輸出（OPT5~0）。
輸出數據緩沖寄存器（OPDBR）中的數據，其地址由BNKF指定，在產(chǎn)生的寫(xiě)時(shí)序，RDA2~0位被傳送到輸出數據寄存器（OPDR）數據寫(xiě)入控制單元。輸出數據緩沖寄存器（OPDBR）的BNKF，RDA2~0位決定數據的順序傳輸到輸出數據寄存器（OPDR），OPx1 / OPx0位決定形狀輸出波形。 只要寫(xiě)入時(shí)序，輸出波形就會(huì )自動(dòng)更新（WTO）產(chǎn)生。
以上內容為多脈沖發(fā)生器對直流電機的控制，更多微型直流電機資訊，請繼續關(guān)注我們
