為了使電機旋轉(zhuǎn),控制單元必須首先確定霍爾傳感器檢測到的電機轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置,然后根據(jù)定子繞組的順序打開(或關(guān)閉)變換器(逆變器)中的功率晶體管。如下圖所示,逆變器中的AH、BH、CH(這些稱為上臂功率晶體管)和AL、BL、CL(這些稱為下臂功率晶體管),使電流流經(jīng)電機線圈產(chǎn)生正向(或反向)旋轉(zhuǎn)磁場,并與轉(zhuǎn)子磁體相互作用,使電機順時針/反向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到霍爾傳感器檢測到另一組信號的位置時,控制單元打開下一組功率晶體管,使循環(huán)電機繼續(xù)沿同一方向旋轉(zhuǎn),直到控制單元決定停止電機轉(zhuǎn)子或關(guān)閉功率晶體管(或僅關(guān)閉下臂功率晶體管)并反轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)子。功率晶體管以相反的順序打開。
基本上,功率晶體管的打開可以解釋如下:
AH、BL組AH、CL組BH、CL組BH、AL組CH、AL組CH、BL組,但不能開成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外,由于電子元件總是具有開關(guān)的響應(yīng)時間,因此功率晶體管應(yīng)考慮開關(guān)之間的交錯時間中元件的響應(yīng)時間。否則,當(dāng)上臂(或下臂)未完全閉合時,下臂(或上臂)已打開,造成上臂與下臂短路,功率晶體管燒毀。
當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)時,控制單元將霍爾傳感器信號的速度與由駕駛員(或軟件)設(shè)置的速度和加減速率組成的命令(command)進(jìn)行比較,然后確定下一組(AH)。(BL或AH, CL或BH, CL或…)開啟和開啟時間。如果速度不夠,則會縮短速度,這部分由PWM完成。PWM是一種確定電機速度是快還是慢的方法。如何產(chǎn)生這樣的PWM是實現(xiàn)更精確的速度控制的核心。高速調(diào)速控制必須考慮系統(tǒng)的時鐘分辨率是否足以掌握處理軟件指令的時間。此外,改變HALL-SENSOR信號所采用的數(shù)據(jù)訪問方式也會影響處理器的性能以及判斷的正確性和實時性。對于低速下的速度控制,特別是在低啟動速度下,霍爾傳感器信號變化緩慢。根據(jù)電機的特性、處理時間和控制參數(shù)的正確配置來檢索信號模式是很重要的?;蛘咚俣然夭ǔ蔀橐粋€編碼器變化作為參考,因此信號分辨率增加,以更好地控制。馬達(dá)運轉(zhuǎn)平穩(wěn),反應(yīng)良好。適用于pid控制,不容忽視。如前所述,無刷直流電動機是閉環(huán)控制的,因此反饋信號等于告訴控制單元現(xiàn)在電機速度與目標(biāo)速度相差多少。這是錯誤(error)。補償誤差是很自然的,包括傳統(tǒng)的工程控制,如P.I.D.控制。但是控制的狀態(tài)和環(huán)境是復(fù)雜多變的。如果控制是強大和持久的,這些因素應(yīng)該被考慮在內(nèi)。因此,模糊控制、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將被納入智能運動的重要理論控制。