Six Step Commutation

生成用于无刷直流 (BLDC) 电机的六步换相的开关序列

自 R2020b 起

库:
Motor Control Blockset / Controls / Control Reference

描述

Six Step Commutation 模块使用 120 度导通模式来生成开关序列，以在三相 BLDC 电机上实现六步换相（或梯形换相）。您可以使用开关信号来操作开关和控制定子电流，从而控制电机转速和旋转方向。

该模块接受霍尔序列号或转子位置（来自霍尔传感器或正交编码器等位置传感器）和转矩方向作为输入。它使用霍尔序列或位置输入来确定转子所在的扇区。该模块会计算开关序列，使其激励对应的相位，以保持 90 度的转矩角（转子 d 轴和定子磁场之间的角度）（偏差为 30 度）。例如，如下图所示，对于霍尔状态 5，模块会触发相位 A 和相位 C 以旋转电机。

此图是显示定子磁场相量及其默认霍尔序列的示例。建议您使用BLDC 电机的霍尔传感器序列校准获得霍尔序列，并将该霍尔序列用于该模块以实现六步换相。

该模块使用基于霍尔序列的换相逻辑来生成开关序列。

霍尔状态（霍尔 a、霍尔 b、霍尔 c）	开关序列 (AA' BB' CC')
霍尔状态（霍尔 a、霍尔 b、霍尔 c）	AA'	BB'	CC'
4 (100)	00	10	01
6 (110)	01	10	00
2 (010)	01	00	10
3 (011)	00	01	10
1 (001)	10	01	00
5 (101)	10	00	01

下图显示定子磁场相量以及可能的扇区（根据输入转子位置确定）。

该模块使用基于位置传感器信号的换相逻辑来生成开关序列。

位置 (θ)	扇区	开关序列 (AA' BB' CC')
位置 (θ)	扇区	AA'	BB'	CC'
(-30°, 30°]	1	00	10	01
(30°, 90°]	2	01	10	00
(90°, 150°]	3	01	00	10
(150°, 210°]	4	00	01	10
(210°, 270°]	5	10	01	00
(270°, 330°]	6	10	00	01

示例

使用传感器反馈对 BLDC 电机进行六步换相

使用六步换相法来控制三相 BLDC 电机的转速和旋转方向。

打开模型

端口

输入

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Hall — 霍尔传感器序列
标量

霍尔传感器序列。如果霍尔传感器相隔 120 度放置，则序列号在 1 到 6 之间。对于自定义霍尔传感器序列（当霍尔传感器相隔 60 度放置时），序列号在 0 到 7 之间。

注意

如果向此端口提供无效的霍尔序列，此模块会将输出端口 Ctrl 设置为零。

依存关系

要启用此端口，请将 Input type 设置为 Hall。

数据类型: single | double | fixed point

Position — 转子位置
标量

霍尔传感器或正交编码器检测到的位置，以弧度（0 至 2π）、度（0 至 360）或标幺（0 至 1）为单位。

依存关系

要启用此端口，请将 Input type 设置为 Position。

数据类型: single | double | fixed point

TorqueSign — 旋转方向
标量

指示 BLDC 电机旋转方向的转矩符号（+1 或 -1）。

数据类型: single | double | int8 | int16 | int32

输出

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Ctrl — 电机控制开关序列
标量

开关序列信号，用来实现 BLDC 电机的六步换相（或梯形换相）。

数据类型: single | double | fixed point

参数

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Input type — 模块输入类型
Hall (默认) | Position

连接到模块输入的位置传感器反馈的类型。

Position Unit — 位置输入的单位
Per-unit (默认) | Degrees | Radians

位置反馈输入的单位。

依存关系

要启用此参数，请将 Input type 设置为 Position。

Hall Sequence number — 霍尔序列
`[5,4,6,2,3,1]` (默认) | 矢量

自定义的霍尔序列。

如果霍尔传感器相隔 120 度放置，则序列号在 1 到 6 之间。如果霍尔传感器相隔 60 度放置，则序列号在 0 到 7 之间。

依存关系

要启用此参数，请将 Input type 设置为 Hall。

Enable custom commutation — 启用 Commutation switching 参数
`off` (默认) | `on`

为模块选择此参数可启用 Commutation switching 参数。

依存关系

要启用此参数，请将 Input type 设置为 Hall。

Commutation switching — 换相开关序列
`[0 0 1 0 0 1;0 1 1 0 0 0;0 1 0 0 1 0;0 0 0 1 1 0;1 0 0 1 0 0;1 0 0 0 0 1]` (默认) | 矢量

BLDC 电机换相的自定义开关序列。

依存关系

要启用此参数，请将 Input type 设置为 Hall，并选择 Enable custom commutation 参数。

Six Step Commutation

描述