首页 > 应用 > 工业控制
[导读]电机相电流的采样对于FOC控制来说是不可或缺的,在设计电机控制电路时,为了能够准确的采样到电机绕组中的电流值,需要提高电流采集的抗干扰能力。那么如何保证我们的设计是合理的,小编带大家探讨下电机电流采集电路的三个基本要素。

电机相电流的采样对于FOC控制来说是不可或缺的,在设计电机控制电路时,为了能够准确的采样到电机绕组中的电流值,需要提高电流采集的抗干扰能力。那么如何保证我们的设计是合理的,小编带大家探讨下电机电流采集电路的三个基本要素。

本文引用地址: http://www.21ic.com/app/control/201809/825026.htm

一、引言

由于电机的宽范围调速以及高速特性,加上电机自身不能获得理想的正弦气隙磁场,导致在系统控制时采样的相电流含有不规则的高次谐波和随机干扰,再加上电流采样电路的不稳定性和A/D转换单元偏差的存在,更是加大了实际采样到的电流误差。

众所周知,电流的采样对电机矢量控制是非常重要的。电流采样方式主要有3种。

表1.1 电流采样方式

 

1.png

 

对于大部分电机应用,采用双电阻相电流采样的方法具有一定的优势,所以小编这里重点和大家探讨下双电阻方式下,如何提高相电流采样的抗干扰能力。

二、抗干扰设计

1、采样电阻

采样电阻是基本的电阻元器件,同时其参数的选择对采样精确度也是重要的影响因素。

电机控制器对电机的其中两相电流通过采样电阻进行采样,如图1所示,从采样电阻上获取的电压信号经过电压偏置和放大,输入到微处理器的A/D单元,从而得到其中两相电流,再根据基尔霍夫定律,三相电流矢量和为0,推算出第三相的电流的值。

 

2.jpg

 

图1 双电阻采样

对于320V供电空调压缩机,电机内阻0.2Ω,如果采样电阻合适,则对回路没有什么影响。如果采样电阻的阻值过大,会引起电压的损耗,使能量效率变低,较大的阻值会使负载电压发生偏移,产生电磁干扰,产生系统对噪声敏感的问题。当确定好阻值后还需要考虑电阻的稳定性能和阻值误差。

2、运放设计

在电机的电路设计过程中需着重考虑运放电路的设计,下面为相电流采样电路的设计说明。本文中采用的是ON公司的NCV20034汽车级运放芯片,拥有高达7MHz的增益带宽,集成4路独立运放于一身。

运放芯片本身对共模干扰有抵抗作用,而在差模干扰的抵抗作用稍弱,所以设计的时候要着重提高差分线上的差模抗干扰能力。如图2所示,C2电容就是为了提高抗差模干扰能力。差分线上的电阻(R34、R35)和反馈电阻(R39)应使用高精度的电阻,使得理论计算得到的参数是准确可靠的。然后与运放的输出连接的AD口引脚上并连一个RC电路滤掉高次谐波干扰和随机脉冲干扰,从而提升抗干扰能力。

 

3.jpg

 

图2电流测量

3、PCB布置

为了能够准确的采样电流,应将运放芯片在PCB上的位置尽量靠近采样电阻,同时又要使运放芯片不能远离MCU,运放的地和MCU的地应该尽量靠拢。如图3所示,采样电阻(R98、R99、R100)两端走差分线到运放的同相和反相端口,差分线应等距并且尽量短,以避免其他的干扰产生。压缩机涉及到高压和低压部分,在布局电流地的时候,应使大电流地和小电流地能很好的单点隔离。

 

图3运放差分走线

 

图3运放差分走线

以上经过硬件滤波后,如图4所示,3相电流波形得到显著的优化。

 

5.jpg

 

图4三相电流波形

换一批

延伸阅读

[单片机应用] 步进电机仿真程序

步进电机仿真程序

这是一款步进电机仿真程序,程序是经过仿真调试通过的,是电子制作比较好的实例现贴出来给大家参考试验。单片机使用的是的AT89C51单片机、晶振12M、电机驱动电路是L298、电机选用的是5-12伏的真流电机,程序实现四种......

关键字:步进电机 仿真程序

[单片机应用] AT89C51单片机电机转速测量系统仿真

AT89C51单片机电机转速测量系统仿真

单片机电机转速测量系统仿真统采用单片机中T1计数器对转速脉冲进行计数。定时器T1 工作于外部事件计数方式,对转速脉冲计数; T0 工作于定时器方式。每到1 s 读1 次计数值,此值即为脉冲信号的频率,根据式( 1) 可计算......

关键字:AT89C51 单片机 电机转速 测量系统

[工业控制] 微秒计数究竟有多强大?快速电流回路创新技术为智能电机赋能

微秒计数究竟有多强大?快速电流回路创新技术为智能电机赋能

无数的电动机和电机驱动器是强大的自动运转技术的核心,有时它们也被称为工业伺服驱动器。当今,越来越多的系统设计人员利用德州仪器的新软件和其他创新技术,设计出越来越多的更小、更快、更智能的驱动器。 ......

关键字:工业伺服驱动 电动机 电机驱动

[汽车电子] 想在汽车发展趋势中保持领先?德州仪器通过三种方式帮助您!

想在汽车发展趋势中保持领先?德州仪器通过三种方式帮助您!

想像一下,您通过手机上的app预订了一辆出租车,出租车会在数分钟内到达。车内没有人,当您走近汽车时,车门会自动打开。您俯下身坐到车内的豪华真皮座椅上。座椅的位置和车内照明都根据您的偏好进行了预先调整。车内光滑的屏幕上播放着早间新闻。......

关键字:德州仪器 汽车 电机 自动驾驶 电动汽车

[测试测量] 使用电流探头抓取电机运作的电流信号波形

使用电流探头抓取电机运作的电流信号波形

使用安捷伦DSO 1012A示波器,1146A电流探头抓取电机开始运作——正常运作——停止运作的电流信号波形。 1.确定1146A电流探头安装好9V碱性电池,选到0.......

关键字:电流探头 电机运作 电流信号波形

[产品推荐] “紧凑”时代,它有备而来

“紧凑”时代,它有备而来

为满足市场对汽车内部设备的紧凑需求,近日东芝推出一款面向车载三相无刷电机的智能功率器件——TPD7212F,它适用于车载电机驱动器(12V EPS、油泵/水泵、风扇电机和电动涡轮增压器等) ,在性能上更加讲究。......

关键字:TPD7212F 无刷电机 功率器件

[工业控制] Trinamic智能步进电机 -没有比这更容易的了

Trinamic智能步进电机 -没有比这更容易的了

通过新的PD-1076和PD-1276系列,Trinamic利用NEMA23和NEMA24驱动器完成了PANdrive智能电机系列。具有集成控制器的PANdrive电机等智能解决方案可轻松连接数字和物理世界。 ......

关键字:Trinamic 步进电机 驱动器

我 要 评 论

网友评论

芯闻号

技术子站

更多

项目外包

更多

推荐博客