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有刷直流电机的自然差速

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发表于 2024-8-30 14:43:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 王昱顺 于 2024-8-30 15:01 编辑

有刷电机自然差速-变频调速
这个是有刷电机的自然差速中的理论部分,首先讲一下有刷电机的启动。
通常来说,驱动有刷电机是使用H桥,一个半桥给0(固定下桥打开),另一个半桥给PWM,调速。如果反过来给,即可实现反转。
那么,这里的PWM的频率是如何确定呢?一般来说,是给一个固定值。
经过试验可以发现,较低频率控制下可以让同占空比电流变得更大,但是同时会出现一些声音。这里的电流是空载电流变大。证明是力矩变得更大了。
但是较低的PWM频率会导致控制声音变大,电流消耗变大(这里是指力矩变大,但是转速通常不会变化很多)。因为驱动到较高速度的时候,并不需要那么大的力矩(已经启动起来了,拥有一定惯性)。所以,此时可以逐步调高电机的PWM驱动频率,可以让电流变小。发热更小,效率更高。
所以,通过使用平滑的变频启动,让有刷电机低速时使用较低的频率驱动,高速使用较高的频率驱动,可以让电机在低速时的启动扭矩更大,MOS开关损耗更低(启动时近似堵转,电流会非常大)

有刷电机自然差速-插入空转部分
这个就是我的自然差速和其他的驱动最大不同的部分了,为啥要插入空转呢?其实初心是为了让电机的速度可以有一定的自我调节范围。这样就可以跟随前面的轮子进行自然的差速了。
不过,后面发现的堵转电流不上升(相对正常驱动时候的堵转而言)。算是一个意外发现。
这个我的理解是,换向时候的脉冲尖峰(能量较高的部分)没有被短接消耗掉,所以热量的转换就减少了。
至于空转部分是如何实现的呢?其实我通过了一个取巧的办法——将两个单片机IO短接到一起,然后使用开漏模式进行链接,通过打开内部的上拉电阻实现高电平输出。也就是通过IO的端口设置实现了一种线与的操作。
通过PWMA和PWMB的联合操作,PWM使用互补输出操作一侧半桥。另一侧半桥通过PWMB进行接管,实现空转部分进行插入(HIN和LIN同时为高或者低的时候就是MOS关断状态)

经过实现,这个自然差速的效果相当明显,下地实测运行十分钟(当遥控车玩),电机无明显发热,驱动无发热。且转弯性能相当优越,可以拥有十分迅速的转弯。



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发表于 2024-9-18 14:19:58 | 显示全部楼层
请教楼主,第一个问题,较低的频率一般是多少?1k?或者1k一下?较高的频率又是什么范围,感谢分享

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一般我以1khz作为分界线,来区分较低和较高的频率。  详情 回复 发表于 2024-9-18 18:12
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发表于 2024-9-18 18:12:32 | 显示全部楼层
qqz*** 发表于 2024-9-18 14:19
请教楼主,第一个问题,较低的频率一般是多少?1k?或者1k一下?较高的频率又是什么范围,感谢分享 ...

一般我以1khz作为分界线,来区分较低和较高的频率。
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发表于 2024-9-20 15:01:22 | 显示全部楼层
王*** 发表于 2024-9-18 18:12
一般我以1khz作为分界线,来区分较低和较高的频率。

好的,我最近也在调,非常感谢
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