作者 | CW32生态社区
无刷电机调速控制是电机控制的基本要求。
当使用PWM调速时可能存在的问题:
教科书的PWM调速,是让MCU对PWM进行输入捕获,但在实际使用中仍会有很多问题。
比如这个PWM占空比的识别,存在非常占用中断资源和定时器时钟资源的问题。
这给MCU的运算处理增加了很多负担。PWM输入频率越低,MCU负担越轻。
同时,外部的干扰有时会导致定时器精度受限,也会出现无法准确识别100%占空比的情况(这种可以将99%占空比认定为100%)
在很多普遍的应用中,都是在硬件的PWM输入处增加一个RC滤波器,将PWM值转换成AD模拟值,有时为了提升转换的线性度,也会使用运放设计一个跟随器电路,增大RC输入的内阻。此时PWM输入频率越高越好。
但这种方式也有点小问题,在不标定的情况下,无法准确确定PWM转AD的线性的对应关系。
如果回到PWM输入捕获,在使用PWM频率为10K时,我们不使用输入捕获功能,而是改为IO边沿中断,减轻MCU运算负担,PWM引起的IO中断频率将为20K(需要捕获2次边沿中断),即50US。此时,电机驱动器相当于一个开环执行器,在一些控制应用中,可以通过外部增加如压力、温度、速度等闭环控制。
使用分段速度给定可能存在的问题:
分段速度最易理解。在这里指不做无级调速,固定几个速度值,或三档或五档或十档,进行切换调整。该方法可以通过按键切换速度档位,或以通讯控制给定确定不变的速度值。
很多新人工程师想当然的去做时,却会发现在这种方式下,
由于速度调整变化,在不同档位之间切换时会有不连续的感觉。
以风机、泵类驱动最为明显。
也以降档(降速)控制最为明显。
只需要平缓降(升)速即可解决。
不合理的调速策略,可能会带来产品噪音及运行稳定性的问题,虽然调速是电机控制的基本内容,但在产品及工程应用时,需要考虑很多细节因素。而对于很多经验不足的工程师,在排查开发问题时,往往不会关注到他们的调速策略是否合理,导致项目无法顺利完成。
以上都是结合自己的开发经验浅谈一下,欢迎批评建议和讨论。