DC fırçasız motor endüstrisinde osiloskop uygulaması

Son yıllarda, medikal, endüstriyel kontrol, tüketici elektroniği ve otomotiv elektroniği gibi yüksek hassasiyetli kontrol endüstrilerinde fırçasız motorlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Fırçasız motorların performansı, büyük ölçüde motor sürücüsüne, geliştirme aşamasına ve mühendislerin osiloskopu hızlı bir şekilde nasıl kullanabileceğine bağlıdır. Sürücü sinyalinin uygun ve gerçekçi analizi? Bu makale temel olarak motor sürücü için ZDS4054Plus dijital kazı osiloskopunun tipik test ve durum analizini sunmaktadır.

İlk olarak, DC fırçasız motor tanıtımı

Güç elektroniğinin geliştirilmesi ve yeni kalıcı mıknatıs malzemelerinin ortaya çıkışı ile fırçasız DC motorlar hızla geliştirildi. Fırçasız DC motorlar, geleneksel mekanik fırça ve komütatörlerin yerini alarak, elektronik cihazlarla motorların değişimini gerçekleştirmiştir. Bir motor gövdesi ve bir sürücüden oluşur ve tipik bir mekatronik üründür. Motorun stator sarımları çoğunlukla üç fazlı asenkron motorlara çok benzeyen üç fazlı simetrik bir yıldız bağlantısı haline getirilir. Motorun rotoruna mıknatıslanmış bir sabit mıknatıs takılır ve motorun rotorunun polaritesini tespit etmek için motora bir konum sensörü monte edilir. Sürücü, güç elektronik aygıtları ve tümleşik devrelerden oluşur ve motorun çalışmasını, durdurulmasını ve frenini kontrol etmek için motorun başlatma, durdurma ve fren sinyallerini alma; pozisyon sensörü sinyallerini almak ve tersi kontrol etmek için ileri ve geri sinyalleri Transformatörlerin güç köprüleri sürekli tork oluşturmak için açılıp kapatılır; hız komutu ve hız geri besleme sinyali hızın kontrol edilmesi ve ayarlanması için kabul edilir; koruma ve görüntü sağlama. Fırçasız motorlar, düşük gürültü, uzun ömür, yüksek hız, küçük boyut, iyi dinamik performans, büyük çıkış torku ve basit tasarımı nedeniyle medikal, endüstriyel kontrol, tüketici elektroniği, elektrikli aletler, elektrikli araçlar ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, MCU, yapılandırma yazmacından sadece altı PWM sinyali verir. Maksimum voltaj sadece 5V'dir. Motoru doğrudan çalıştıramaz. Bunun yerine, motoru çalıştırmak için güç tüpünü kontrol eder. Sürücü devresi genellikle çoklu MOSFET'lerden oluşur. Tahrik aksı ve motor tahrik aksı güç borusu oluşur. Fırçasız motorun komütasyonu, rotorun konumunu saptayarak komutasyonun gerçekleştirilmesidir. Sens sürüş metodu, Hall sensörünü kullanarak rotor pozisyonunu tespit etmektir. Endüktif olmayan sürüş yöntemi, fırçasız motorun dönüşü sırasında akımı tespit etmek ve hesaplamaktır. Voltaj ve voltaj değişimi ve rotor konumu gibi parametreler tahmin edilir ve daha sonra komutasyon gerçekleştirilir.

Komutasyon prensibi

Fırçasız motor dahili olarak, rotorun farklı konumlarında farklı manyetik alan yönü dağılımlarına göre 1 veya 0 çıkış sinyali verebilen bir Hall sensörü ile donatılmıştır ve üç sensör eşit şekilde kurulur ve bir elektrikte 6 kez meydana gelir. 360 derecelik açı. Kapak seviyesi her seferinde 60 derece elektriksel açıdır ve rotorun konumu üç sensörün sinyal kodlamasına göre ölçülür. Bu yaygın olarak kullanılan sens sürücü modudur. Ek olarak, endüktif olmayan sürüş yöntemi, fırçasız motorun dönüşü sırasında akım ve voltaj gibi parametreleri tespit etmek ve hesaplamak ve rotor pozisyonunu tahmin etmek ve daha sonra komutasyon yapmaktır.

Sürüş devresi çalışma prensibi

Şekilde, Q1 ila Q6, güç FET'leridir. AB fazının açılması gerektiğinde, sadece Q1 ve Q4 tüplerinin açılması gerekir ve diğer tüpler kapalı tutulur. Şu anda akımın akış yolu: pozitif → Q1 → bobin A → sargı B → Q4 → negatif. MCU, Q1 kapısı bir PWM sinyali verir ve Q4 kapısı normalde açık bir sinyaldir, bu nedenle Q1 girişindeki PWM sinyalinin görev döngüsünü kontrol ederek tahrik motorunun etkin voltajını kontrol edebilirsiniz. Aynısı diğer beş aşamalı komutasyon için de geçerlidir.

Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, dalga formunu uzun bir süre yakaladıktan sonra, PWM sürücü sinyalini veya anormal sinyali nasıl analiz edebiliriz? Ayrıca, endüstriyel servo uygulamasında, farklı çalışma koşullarında, farklı yüklere geçildiğinde, farklı zamanlara karşılık gelen Sürücü dalga formu değişir veya anormal bir sinyal, tüm yük uzun bir süre boyunca stabil bir sürece geçer ve dalga biçimi ayrıntıları büyük bir bellek derinliğinde görülmelidir. Yukarıdaki durum için, ZDS4000 serisi osiloskop büyük bellek derinliği sağlarken çift ZOOM'u destekler. Zum modu, iki yakınlaştırma penceresi için katsayıları ayarlamanıza ve ilgili herhangi bir işareti işaretlemek için akıllı etiket işlevini kullanmanıza izin verir. Şekilde, PWM sürücü sinyali için, ana zaman tabanındaki dalga biçimi, sırasıyla iki ZOOM penceresinde büyütülür, ZOOM1, PWM döngü sinyalidir ve ZOOM2, belirli bir PWM tepe noktasının salınım dalga şeklidir. Geniş depolama derinliğinin garantisi altında, dalga biçimi ayrıntılarının gerçekliğini sağlamak için örnekleme oranı 50MSa / s'dir. Aynı zamanda, ana zaman tabanı üzerinde bir etiket yapmak gibi akıllı etiketleme fonksiyonu ile ZOOM1 ve ZOOM2 etiket noktalarını kolayca bulabilirsiniz, etiket noktasını ZOOM1'de görebilirsiniz - PWM'nin üçüncü zirvesi, ZOOM2'de görüntülenebilir. Başak osilasyonu ve genliği.

özet

ZDS4000 serisi dijital sondaj osiloskop, 512M derin depolama, çift ZOOM modu, şablon tetikleme, FIR donanım filtreleme ve akıllı kalibrasyon ile fırçasız motor endüstrisinin dalga şekli olan fırçasız motor sürücüsünün anormal dalga şeklini hızlı ve gerçekçi bir şekilde analiz edebilir. Hata ayıklama mükemmel çözümü sağlar!