Môn Học: Máy điện Đặc Biệt
Đề tài:
Điều khiển động cơ ba pha không chổi than với
mã hóa xung vuông sử dụng 56F800/E
GVHD : Thầy Trần Đức Lợi
Nhóm: 8
SVTH: Vũ Đức Thảo 11242030
Vũ Văn Thường 1124203x
Hồ Văn Nhân 10102094
<3-Phase BLDC Motor Control with Quadrature Encoder using 56F800/E>
Khoa Điện – Điện tử
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
3-Phase BLDC Motor Control with Quadrature Encoder using 56F800/E
Điều khiển động cơ ba pha không chổi than với mã hóa xung vuông sử dụng 56F800/E
•
Design of Motor Control Application Based on
Processor Expert
•
Thiết kế dựa theo ứng dụng điều khiển động cơ bằng
bộ xử lý Expert
 ụ ỗ 
1.
Introduction of Application Benefit
Giới thiệu về lợi ích ứng dụng
•
This application note describes the design of a 3-phase BLDC (Brushless DC) motor drive based on Freescale’s
56F800/Econtrollers. The software design takes advantage of Processor ExpertTM (PE).
•
Lưu ý ứng dụng này mô tả các thiết kế của một đông cơ ba pha BLDC (động cơ 1 chiều không chổi than) hoạt
động cơ bản của động cơ dựa trên bộ điều khiển 56F800/E của hãng Freescale. Phần mềm thiết kế đòi hỏi bộ xử
lý ExpertTM (PE).

A brushless DC (BLDC) motor is a rotating electric machine; the stator is a classic 3-phase stator like that of an
induction motor, and the rotor has surface-mounted permanent magnets
•
Động cơ một chiều không chổi than (BLDC) là một máy điện quay; có phần tĩnh là một phần tĩnh 3 pha có kết cấu kiểu
cổ điển như là của một động cơ cảm ứng, và phần quay có bề mặt được gắn nam châm vĩnh cửu
Figure 3-1. Cross Section of BLDC Motor
Bộ phận theo mặt cắt ngang của động cơ BLDC
Bộ phận theo mặt cắt ngang của động cơ BLDC
Điều khiển số của một động cơ BLDC
•
In this respect, the BLDC motor is equivalent to an inverted DC commutator motor, in which the magnet rotates while the conductors remain
stationary. In the DC commutator motor, the current polarity is reversed by the commutator and brushes. However, in the brushless DC motor,
the polarity reversal is performed by power transistors switched in synchronization with the rotor position. Therefore, BLDC motors often
incorporate either internal or external position sensors to sense the actual rotor position, or the position can be detected without sensors.
•
Về mặt này, động cơ BLDC là tương đương với một động cơ DC có vành góp, trong đó nam châm quay trong khi các dây dẫn vẫn đứng yên. Trong
chuyển mạch động cơ DC, cực hiện tại đảo ngược bởi các vành góp và chổi than. Tuy nhiên, trong các động cơ DC không chổi than, sự đảo chiều phân
cực được thực hiện bởi Transistor công suất cung cấp dòng điện đồng bộ với vị trí rotor. Vì vậy, động cơ BLDC thường kết hợp một trong hai cảm biến vị
trí bên trong hoặc bên ngoài để cảm nhận từ trường rotor, hoặc vị trí có thể được phát hiện mà không có cảm biến.
Điều khiển số của một động cơ BLDC
3.1 Digital Control of a BLDC Motor
Điều khiển số của một động cơ BLDC
•
The BLDC motor is driven by rectangular voltage strokes coupled with the given rotor position; see Figure 3-2.The
generated stator flux, together with the rotor flux, which is generated by a rotor magnet, defines the torque and thus the
speed of the motor. To get the maximum generated torque, the voltage strokes must be applied to the 3-phase winding
system, so that the angle between the stator flux and the rotor flux is kept close to 90°. To meet this criteria, the motor
requires electronic control for proper operation.
•
Động cơ BLDC là bị dẫn của hành trình điện áp bước vuông góc kết hợp với vị trí rotor được, xem hình 3-2.Để tạo ra mô-men

•

                     

 !"
•
       ớ ể ổ ạ ộ ậ ỉ Transistor công suất           ượ ậ ệ ẫ ệ ự ở ệ ủ ộ
  !"#$ % &'ơ ộ ạ Transistor công suất &  % ' ượ ậ ạ ứ Transistor công suất  ướ
(  )*+ *   #$,-  &+ ượ ậ ứ ượ ỗ ợ ự ủ ả Transistor công suất  .+-/01#ượ
Chuyển mạch độc lập của Transistor công suất
Chuyển mạch độc lập của Transistor công suất
3.1.2 Complementary Switching of Power Transistors
chuyển mạch b sung ổ của Transistor công suất
•
With complementary switching, two transistors are switched on when the phase of the BLDC motor is connected to the power supply. But
during freewheeling, all the transistors are switched off with independent switching, the current continues to flow in the same direction through
freewheeling diodes, and falls to zero. With complementary switching, the opposite occurs: transistors are switched on during freewheeling, so
the current is able to flow in the opposite direction. Figure 3-5 depicts complementary switching.
•
Với chuyển đổi bổ sung, hai transistor công suất được bật lên khi pha của động cơ BLDC được kết nối với nguồn điện. Nhưng trong quá trình xoay tự
do, tất cả các transistor công suất được tắt với chuyển mạch độc lập, hiện tại vẫn tiếp tục chạy trong cùng một hướng thông qua điốt xoay tự do, và giảm
xuống bằng không. Với chuyển đổi bổ sung, điều ngược lại xảy ra: transistor công suất được bật lên trong tự do của, vì vậy hiện tại có thể chạy theo
hướng ngược lại. Hình 3-5 mô tả chuyển đổi bổ sung.
•
Note: Both of the switching modes described can work in bipolar or unipolar mode. Figure 3-4 and Figure 3-5
illustrate the bipolar switching mode. The application presented utilizes the complementary unipolar PWM
mode.
•
Lưu ý: Cả hai chế độ chuyển đổi được mô tả có thể làm việc trong chế độ lưỡng cực (hai cực) hay đơn cực. Hình 3-
4 và Hình 3-5 minh họa cho chế độ chuyển đổi lưỡng cực. Các ứng dụng được trình bày dùng bổ sung chế độ PWM

transistor Q6; Pha B không có năng lượng.
COMMUTATION
As soon as the rotor reaches a certain position (see Figure 3-7), the sector is changed from ABC[110] to abc[100]. A new voltage pattern is
selected from Table 3-2 and applied to the BLDC motor.
Ngay khi rôto đạt đến một vị trí nhất định (xem hình 3-7), phần hình quạt này đã thay đổi từ ABC [110] thành ABC [100]. Một điện
áp mới được chọn từ bảng 3-2 và áp dụng cho động cơ BLDC.
As demonstrated, there is no possibility with a six-step control technique of keeping a precise 90° angle between the rotor flux and the stator flux.
The actual angle varies from 60° to 120°.
Như đã chứng minh với một kỹ thuật điều khiển sáu bước, không có khả năng trong việc giữ góc giữa từ trường rotor và từ trường stator chính xác 90
o
. Các
góc độ thực tế thay đổi từ 60° đến 120°.
COMMUTATION