无感无刷电机控制：过零检测与换相策略解析

"过零事件检测与电机换相-ibm数据仓库需求建模方法及行业数据仓库模型" 本文主要探讨了无感无刷直流电机(BLDC)电调设计的关键技术，特别是过零事件检测与电机换相的实现。在电机控制中，16kHz的PWM频率被用于驱动电机，其参数配置根据电调电路的不同版本进行调整，例如V1.1和V1.2版本对最大电流(MAX_STROM)的定义不同。 过零事件检测是无刷电机控制的核心部分，通过检测悬浮相的感生电动势过零点来触发换相。当检测到过零事件时，电机的相位会进行切换，以保持连续的动力传递。这种换相策略在德国MK电调中采用，一旦过零即换相，虽然可能会带来些许效率损失，但对多极电机来说，这种影响较小。相关代码主要位于BLMC.c文件中，且大量使用了宏定义，这些宏的解释需要结合电路图进行理解。 在BLMC.h文件中定义的宏如`PWM_C_ON`，用于开启OC1A引脚的PWM输出，并同时关闭其他相的PWM。这里的PWM控制使用了相位修正PWM模式，并通过修改TCCR1A和TCCR2的值来实现。PWM_B_ON和PWM_A_ON类似，但针对不同的场效应管。 无刷直流电机的工作原理包括左手定则、右手定则和右手螺旋定则，以及内转子和外转子电机的结构分析。电机转矩的理论分析涉及到传统绕组结构、转子磁场分布、受力分析以及近似分析模型。换相原理包括换相基本原理和特定电机如新西达2212的换相分析，调速则是通过改变PWM频率或占空比来实现。 电调的硬件设计部分涵盖了电池电压监测、六臂全桥驱动电路、功率场效应管选择、电流检测和反电势过零检测电路。软件设计方面，电流检测、定时器延时和PWM信号的生成被详述，特别提到了定时器初始化和中断服务程序，以及过零事件检测和换相的代码分析。 启动算法包括Anwerfen函数的启动流程，电机启动时的MOSFET自检，以及延迟函数的应用。此外，还讨论了如何利用电机演奏音乐，以及通信模块的实现，如PPM解码、TWI总线通信和串口通信，以及指令收入函数SollwertErmittlung。 这篇文章深入讲解了无感无刷直流电机电调的硬件和软件设计，特别是过零检测和换相策略，对理解BLDC电机控制具有重要价值。