小型傾轉旋翼機的無刷直流電機驅動器設計

　　下面簡單介紹一下擬合方法，為簡便起見，選取三個待擬合的點。根據這三個點的特點，不妨分別稱它們為起始點、轉折點和切換點，其中從起始點到轉折點之間要求快速加速，保證起動速度;在轉折點之后曲線應平緩，減小波動以便于平穩切換到自同步運行，切換點的選取應以能產生清晰的反電勢信號為準。

　　根據調試實驗，固定PWM占空比為15%，選取起始點、轉折點和切換點坐標分別為(1，20)、(100，7.3)及(200，6)，括號中第一個元為換相次數N，單位為次;第二個元為換相時間間隔 ，單位為毫秒。擬合的冪函數曲線表達式如式(2)所示。
          

　　電容滯后換相的補償

　　由于反電勢過零檢測電路中存在濾波電容，這會導致自同步運行階段檢測到的位置信號滯后于實際位置信號。為確保電機準確換相，需計算出滯后時間并對其進行補償。由反電勢過零檢測電路可得：
                (3) 

　　進而計算出滯后的相角為：
          

　　式(3)和式(4)中f為反電勢信號頻率。利用定時器實時地測量相鄰兩個反電勢過零點的時間間隔，便可計算出f，進而求出滯后角 進行相位補償。

　　實驗調試與分析

　　實驗電機采用XXD2212型外轉子無刷直流電機，其額定電壓為12V，最高空載轉速為12000 r/min。螺旋槳采用GF1045高速槳。經反復實驗，電機可以成功帶載起動。圖8是調節PWM占空比為30%時，用RIGOL DS5202型示波器測量的實驗波形，其中通道1為A相端電壓波形，通道2為A相對應的比較器輸出波形，可見電機運轉平穩，調速性能良好。從圖中也可以看出，比較器提供的轉子位置信號略滯后于實際信號，驗證了相位補償的必要性。　　

 

　　結束語

　　本文采用反電勢法設計了小型傾轉旋翼機無刷直流電機驅動系統，完成了硬件電路以及軟件的設計調試。通過實驗對電機起動加速曲線進行了擬合，并補償了濾波電容引起的相位滯后。調試結果表明，在負載為GF1045螺旋槳條件下，該驅動器能驅動XXD2212型無刷直流電機可靠起動，并能實現平穩調速，滿足旋翼機的設計要求。

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