2020年6月24日 星期三

馬達控制重要圖表 說明

個人認為展現"馬達控制"的最佳動畫,它代表的意涵太多太多了,請一定要把它另存新檔。
文字上很難敘述,看了動畫就一目了然。看TI德州儀器的影片一個多小時還似懂非懂的,無意中從網路上找到此動畫,原來就是如此...
請先看上圖。當我們要讓三相的馬達CCW(逆時鐘)轉動的時候,就在三相線圈(各差120度)上加三組相差120度的弦波電流,其代表顏色分別是紅R綠G藍B,經過向量相加後就變成黑色的總電流值。只要我們這樣持續地送,馬達的轉子就順順地往CCW方向轉動。
用弦波的方式帶動時,轉子會最為平順而且噪音最小。在控制上要再做分析會比較困難,最常見的是先轉成兩相的電流後會比較容易理解,這就是很有名的Clake轉換。它把Ia,Ib,Ic轉成Ialpha和Ibeta,基本上這兩組電流信號仍是弦波的。這就是中間的圖表要表現的。
到這裡各位應該覺得不難吧! 可是Ialpha和Ibeta還是跟角度有關係,我們要想辦法把角度拿掉,這樣會更好做計算與控制。我們的舊觀念在此一直碰壁了,後來在Youtube看到TI德州儀器的解說,終於理解了其中的奧妙。TI的資深工程師是拿遊樂場的旋轉木馬來做說明舉例。
您有玩過遊樂場的旋轉木馬或旋轉咖啡杯嗎? 旋轉木馬除了本身會旋轉外,他還會繞著整個轉盤旋轉,如果你站在外頭看整個旋轉木馬轉動,而且特別地針對單一隻旋轉木馬的動作,肯定雙眼會看到頭昏眼花的。因為旋轉木馬在轉動,整個轉盤也在轉動!! 而這就是第二張圖所顯示的。
可是如果你換個位置,不要站在遊樂場的旋轉木馬的外面,改站在整個旋轉木馬圓盤的軸心處,當遊戲開始時,這時的目光放在某單一個旋轉木馬上,你將不會感覺自己也在旋轉,而是只覺得這單一個旋轉木馬在自旋而已,稍稍留意一下,你可以感覺出旋轉木馬的轉動速度,再看一下外頭,還可以測出自己旋轉速度,而且而且這兩個旋轉速度值幾乎是恆定的。
下圖就是轉換出來的圖示,得到馬達的電流值為Id和Iq,這也是很有名的Park公式轉換,由圖面的動畫可以看出,Id和Iq是恆定的
以上談的都有一個假設前提,那就是Ia,Ib和Ic送出的是相差120度的漂亮弦波。真實的無刷馬達控制場面就不是這樣的,測出的波形都是很難看的弦波了,不過還算是弦波。







馬達控制重要圖表 說明

這是個人收集的資料之一,最終版權仍屬當初放在網路的公司或個人 個人認為 展現"馬達控制"的最佳動畫, 它代表的意涵太多太多了,請一定要把它另存新檔。 文字上很難敘述,看了動畫就一目了然。看TI德州儀器的影片一個多小時還似懂非懂的,無意中從網路上找到...