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更新时间:2019-04-08  点击ci数:1717ci

在许多终duanshi场和应用中,一个明xiande趋shi是用高效无刷DC电机(BLDC)取代交流电机或机械beng。为了实现电机de精que控制簍ou咝Щ幌颍遞enbian率电流和xuan转位置信息至关重yao。jin管无传感qi方案可用于检cefan电dongshi电流,但电机deqidongxing能可能是个问题。 

ling一种方法是使用基于各向yixing磁阻(AMR)技术de角度传感qi,zhe种传感qi既便宜又精que。在ARM传感qidebang助下,不仅可以实现高角度精度,而且可以jiang检ce元件和电子电路集成在同一封装中。zhe使de能够获de非chang小de传感qi子系蚦hangiang传感qi定位在马达zu件内。 

ADI公si与磁阻技术de领daozhesensetec gmbh合作,tigongADA4571,该qi件jiang高精度AMR传感qi簍ou選ing能yi表放大qi集成在一个封装中。 

ADA4571是一款理想de传感qi,通过在40℃至+150℃de宽工作温秖ue段赿e生产ce试、内置zhen断gong能、大输出电平、电磁兼容保护和低失diao失diao失diao,最大角度误差为0.5°。可实现速度超过25000转/fende高xing能BLDC电机控制。

 zidong抄表技术 

基于AMR概念de传感qide材料电阻率取决于相对于电流方向de磁化方向。传感qi通chang沉ji成薄motou磁合金(磁xing铁镍合金)。磁流变传感qi工作在饱和zhuang态,因此外部磁场在电阻变化中qi决定xing作用。当外部磁场平行于电流方向时,电阻最大,当施加de磁场垂直于载流tou磁合金平mian时,电阻最小。AMR传感qiru何工作de简turutu1所蔶inⅫ/span>


 tu1。zidong抄表工作原理

 当liang个独立de惠斯通电qiao配置彼此成45度布置时,可以实现角度传感qi,并且其zheng弦和余弦输出取决于外部磁场de方向。zhe种配置可以tigongjue对ce量范围为180°de传感qi。



 tu2 .360°机械xuan转deADA4571误差(灰色)和输出波形(橙色/蓝色) 


tu2xianshi了在360°机械xuan转下施加xuan转磁场时,ADA4571de典衪ou呤涑龅缙胶徒嵌任蟛睢>齱ei控制qi中de偏移校zheng和fanzheng切计suan,典xing误差小于0.1。 

传感qi安装 

对于大多数BLDC控制系蚦hang菘捎每占浜偷缁鷝hou安装de便利xing,有许多配置和安装传感qide选项。tu3xianshi了ADA4571deliang个配置shi例。


 tu3 .BLDC系统和ADA4571 (a)zhouduan系统(B)zhou侧系统

 典xingdezhouduan配置包括安装在xuan转zhou上de直径磁化圆盘磁体,其安装在马达zu件内部,rutu3(a)所蔶in4盘蹇梢詔igong穿过传感qi平miande磁场。 

在zhe种配置中,可以直接du取转子角度,而无需接触机械和电气部件。由于AMR技术不yi赖磁场强度,它可以承shou气隙变化。独立于磁场强度也可以增加机械公差并简化磁体材料de选择。 

紧cudezhouduan配置意味着传感qi可以直接安装在印刷电路ban上,靠jin电子控制设备(wei控制qi、金属氧化物半dao体场效应晶体管),从而jiang信号路由和与恶劣电机环境de距离降至最低。

 ling一种可能de配置是tu3(b)所shidezhou向侧系统。zhou侧配置可用于待cezhoumoduan不能配备磁铁de应用中。在zhe种配置中,激li由磁极环tigong,并且传感qi和磁极环可以安装在zhou上de任何位置。典xing应用包括电dong转向beng或BLDC电机,由于空间限制,其zhouduan无法使用。 

因为ADA4571可以tigong低延chi和精quede位置fankui信息,所以可以精que控制电机de每相电流,从而使电机能够平wen响应dong态负载或在变化de条件下保持恒定速度。最终结guo是更haode控制、最大扭矩、更高deqidong/停止效率簍ou黨aodeyun行条件。 

传感qi设置和校zhun 

为了达到更高de精度,可以在用户生产线demoduan执行各种校zhun程xu。可以执行一cixing偏移校zhun来消除chu始失diao。


tu4 .单点和liang点校zhengde典xing角度误差与温度de关系 

由于传感qide偏移漂移,角度精度可能随着温度de升高而降低,例ru在150℃de单点校zhengde情况下,而liang点温度校zhun可以ti高xing能。在zhe种情况下,可以内cha片内温度传感qide偏移和信息,并且可以补偿随温度变化de偏移。 zi由yun行应用中deBLDC系统可以通过计suan特定时间段内传感qi输出de平均值来chongfen利用连xu偏移校zheng技术。wei控制qi中dedong态失diao补偿可以在整个温秖ue段Ш凸ぷ魇倜谑迪址莄hang高de精度。

 与其他传感qi技术(huo尔/GMR/TMR)不同,ADA4571不需yao执行额外de校zhun步骤,ru幅度校zheng或zheng交校zheng。通过生产ce试验证de振幅失配que保小于1%,而先进de传感qi设计也que保zheng交xing。传感qi还可以忽略zhi后现象,从而获de高度可靠和zhunquede位置信息。 对于不yao求高精度、低xing能和成本敏感de应用,ADA4571无需线耭en誨uan失diao校zheng即可使用。

zhe种情况下,ADA4571que保角度误差小于5°。zhe对于一些未校zhunde应用非chang有用,因为主控制qi知道zhoude位置,从而you化qidong条件。 结论 磁xing位置传感qi可以为工业和汽车BLDC电机控制系统设计人员tigong小xing、wen定和yi于zu装de位置检cejie决方案。ADI公side新xingADA4571tigong高速、高精度、生产ce试保证de全角度精度、集成zhen断gong能和低gong耗工作模式,明xianyou于前几代磁xing位置传感qi。