NXP BLDC 电机无感方波控制中反电动势积分阈值的计算

1.概述

2.理论

3.Freemaster 中反电动势积分阈值的计算

4.反电动势波形

5.参考资料

 

1. 概述

　　在 NXP 的 BLDC 电机无感方波控制中换相时刻采用的方法为：未通电相的反电动势过零点后对反电动势进行积分，积分到固定阈值后进行换相，本文讨论此方法中的积分阈值的计算过程。

2. 理论

      对于同一个电机，反电动势峰值跟电机电频率几乎成固定比例，也就是大家常说的电机 KV 值：KV = Vm/f，Vm 为反电动势峰值，下图中蓝色区域为反电动势过零点后到下一次换相点时刻（也就是转子旋转电角度 30 度后）的三角形面积。假设用的时间为 t1，则三角形的面积：S = ½ * Vm * t1，将 KV = Vm/f 代入，

化简为 S = ½ * Vm * t1 = ½ * KV * f * t1，又由于 f * t1 = t1/T，t1 为转子经过 30 度的时间，T 为转子转一圈也就是经过 360 度的时间，则 f * t1 = t1/T = 30/360 = 1/12，最后 S = ½ * Vm * t1 = ½ * KV * f * t1 = ½ * KV * 1/12 = 1/24 * KV。这是一个固定的值，换句话说当积分到这个值时转子转过了 30 度，而这个时候正是需要换相的时刻。

3. Freemaster 中反电动势积分阈值的计算

      在 KV30 或者其他 MCU 系列的 BLDC 电机驱动例程文件：

\middleware\motor_control\freemaster\bldc\mcat\src\JS_functions\inner_Sensorless.js 中可以找到其计算过程，化简后即为 1/24 * KV，同时转化为定点值，如下图：       

4. 反电动势波形

       下图为在此方法下正确换相时的反电动势波形图。

        蓝色探头波形类似红框的信号。

5. 参考资料
     其他控制过程请参阅应用手册： AN4376.pdf
         https://www.nxp.com.cn/docs/en/application-note/AN4376.pdf