直流電動機控製原理

    直流電動機控製原理

    直流無刷電機的控製原理，要讓電機轉動起來，首先控製部就必須根據hall-sensor感應到的電機轉子所在位置，然後依照定子繞線決定開啟(或關閉)換流器(inverter)中功率晶體管的順序，inverter中之AH
、BH
、CH(這些稱為上臂功率晶體管)及AL、BL
、CL(這些稱為下

    臂功率晶體管)
，使電流依序流經電機線圈產生順向(或逆向)旋轉磁場
，並與轉子的磁鐵相互作用，如此就能使電機順時/逆時轉動。當電機轉子轉動到hall-sensor感gan應ying出chu另ling一yi組zu信xin號hao的de位wei置zhi時shi，控kong製zhi部bu又you再zai開kai啟qi下xia一yi組zu功gong率lv晶jing體ti管guan，如ru此ci循xun環huan電dian機ji就jiu可ke以yi依yi同tong一yi方fang向xiang繼ji續xu轉zhuan動dong直zhi到dao控kong製zhi部bu決jue定ding要yao電dian機ji轉zhuan子zi停ting止zhi則ze關guan閉bi功gong率lv晶jing體ti管guan(或隻開下臂功率晶體管)；要電機轉子反向則功率晶體管開啟順序相反。

    基本上功率晶體管的開法可舉例如下：AH、BL一組→AH、CL一組→BH、CL一組→BH、AL一組→CH、AL一組→CH、BL一組，但絕不能開成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外因為電子零件總有開關的響應時間，所以功率晶體管在關與開的交錯時間要將零件的響應時間考慮進去，否則當上臂(或下臂)尚未完全關閉
，下臂(或上臂)就已開啟，結果就造成上、下臂短路而使功率晶體管燒毀。

    當電機轉動起來
，控製部會再根據驅動器設定的速度及加/減速率所組成的命令(Command)與hall-sensor信號變化的速度加以比對(或由軟件運算)再來決定由下一組(AH、BL或AH、CL或BH
、CL或……)開關導通，以及導通時間長短。速度不夠則開長
，速度過頭則減短，此部份工作就由PWM來完成。PWM是決定電機轉速快或慢的方式，如何產生這樣的PWM才是要達到較精準速度控製的核心[4]。

    高轉速的速度控製必須考慮到係統的CLOCK分辨率是否足以掌握處理軟件指令的時間，另外對於hall-sensor信號變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確性
、實時性。至於低轉速的速度控製尤其是低速起動則因為回傳的hall-sensor信號變化變得更慢
，怎樣擷取信號方式、處理時機以及根據電機特性適當配置控製參數值就顯得非常重要。或者速度回傳改變以encoder變化為參考
，使信號分辨率增加以期得到更佳的控製。電機能夠運轉順暢而且響應良好，P.I.D.控kong製zhi的de恰qia當dang與yu否fou也ye無wu法fa忽hu視shi。之zhi前qian提ti到dao直zhi流liu無wu刷shua電dian機ji是shi閉bi回hui路lu控kong製zhi，因yin此ci回hui授shou信xin號hao就jiu等deng於yu是shi告gao訴su控kong製zhi部bu電dian機ji轉zhuan速su距ju離li目mu標biao速su度du還hai差cha多duo少shao

，這zhe就jiu是shi誤wu差cha(Error)。知道了誤差自然就要補償，方式有傳統的工程控製如P.I.D.控kong製zhi。但dan控kong製zhi的de狀zhuang態tai及ji環huan境jing其qi實shi是shi複fu雜za多duo變bian的de，若ruo要yao控kong製zhi的de堅jian固gu耐nai用yong則ze要yao考kao慮lv的de因yin素su恐kong怕pa不bu是shi傳chuan統tong的de工gong程cheng控kong製zhi能neng完wan全quan掌zhang握wo，所suo以yi模mo糊hu控kong製zhi、專家係統及神經網絡也將被納入成為智能型P.I.D.控製的重要理論。