一、KV值
"KV值"是一个常用的参数,它表示电机的转速常数。KV值定义为电机在无负载条件下,每增加1伏特电压时,电机转速增加的转数(rpm)。换句话说,KV值是电机转速与供电电压之间的比例系数。
即:KV = 2000RPM / 24V = 83.3
二、电机U、V、W三相线上如何调整电压值:MOS的导通时间与关断时间
步骤1:假设我们要调整U+V-之间的电压值,也就是需要Q1闭合,Q4闭合
步骤2:Q4是连接到GND的,把Q4设置为常闭
步骤3:如果我们把Q1也设置为常闭,那么U、V俩端电压就是24V电压,根据KV值来计算,24V对应的空载转速就是满速的2000RPM
步骤4:我们如何调整能将U、V俩端电压设置为12V?此时根据上面的分析,只能是控制Q1的闭合时间和断开时间
步骤5:假设Q1闭合时间是100ms,断开时间是100ms,这样循环进行Q1的闭合和断开。在100ms的Q1闭合时间内U、V俩端电压是24V。而在100ms的断开时间内U、V俩端的电压是0V。
步骤6:进一步分析,在控制Q1的200ms周期内,24V持续的时间占总控制时间的50%,0V占总控制时间的50%,那么我们在200ms的时间内按照平均电压的方法计算就是:在U、V俩端的电压为24V*50%=12V
步骤7:进一步的,假设我们需要在U、V俩端加6V电压,那么我们只需要让高电平(U、V:24V)的持续时间为50ms(25%),低电平(U、V:0V)的持续时间为150ms(75%),那么在U、V俩端的电压为24V*25%=6V
三、周期、占空比概念的引入
通过上述我们控制Q1的闭合时间和断开时间进行U、V俩端电压的计算,
把Q1的闭合时间和Q1的断开时间总时间称为周期T:所以周期是200ms。
把Q1的闭合时间也就是24V持续的时间称为高电平持续时间,高电平持续时间和周期的比值称为占空比Duty,简称为D。
四、控制电压就可以控制转速
其中,V:电源电压 D:占空比 Vavg:平均电压
调整电机2端的电压,就可以通过KV值估算出电机空载转速。所以我们理论上分析出控制电压就可以控制电机每分钟的转速。
五、PWM的概念和作用
PWM概念:脉冲宽度调制(PWM,Pulse Width Modulation)是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制信号的平均功率的技术。PWM广泛应用于电子工程中,尤其是在电源控制、电机控制、信号调制和通信系统中。
脉冲:PWM信号是由一系列的脉冲组成,这些脉冲在固定的时间间隔内重复出现,这个时间间隔称为周期(T)。
占空比:占空比是指在一个周期内,脉冲处于高电平(或称为“开启”状态)的时间与整个周期时间的比例。占空比可以用百分比表示,计算公式为:
其中,脉冲宽度是指脉冲高电平的持续时间,周期是脉冲重复的时间间隔。
频率:PWM信号的频率是指每秒钟内脉冲重复的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。频率与周期成反比关系:
平均电压/功率:通过改变PWM信号的占空比,可以控制施加到负载上的平均电压或功率。例如,在电机控制中,增加占空比会增加施加到电机上的平均电压,从而可能控制电机的速度或扭矩。
六、PWM可以由MCU产生
通过MCU产生PWM,控制三相桥的闭合和断开时间,就可以控制电机某两相绕组的电压,就可以控制电机的住转速。
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