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直流無刷電機制動的三種方式

1.電制動:把主電斷開,接入一個反向電壓,轉子快停轉了,脫開,可實現電制動。

2.機械制動:把主電斷開,接入一個反向電壓,轉子快停轉了,如果在轉子一端有剎車裝置,可實現機械制動。

電機不加驅動電壓自由滑行的狀態實際上並不存在,一個是電機存在齒槽定位力矩,就是電機在開路狀態,轉動無刷電機的軸能夠感覺有一頓一頓的阻力。是由轉子永磁和定子磁路閉合形成的,因此轉子即使處於自由狀態,也是靜止特定位置。

另外由於此時電機處於發電狀態,雖然開關管是處於關斷狀態,但是開關管並聯的有反向二極體,恰好處於正向導通的狀態,它能夠把發電狀態產生的能量反饋回電源,必然轉化為制動力矩。如果轉子速度比較高,還應該考慮電源的洩放能力。一般轉速度不用考慮。因此在電機初始減速階段可以利用以上制動力把電機速度降低在考慮其它的轉動措施。

通常利用電機自身進行快速制動有兩種簡單的辦法,一種是能耗制動,一種是短接制動,能耗制動是把電機的動能消耗在外部制動電阻上,短接制動是把電機的動能消耗在電機的定子繞組上。顯然能耗制動對於減少電機發熱更加有利。但是短接制動不需要對於硬體進行任何改動,簡單方便是其突出的優點,所以我們重點研究短接制動。

所謂短接制動是指在剎車時能做到讓電機的驅動MOS管上橋臂(或者下橋臂)全部導通而下橋臂(或者上橋臂)截止狀態,電機的三相定子繞組全部被短接。處於發電狀態的電機,相當於電源被短路。因為繞組的電阻比較小,所以能產生很大的短路電流,電機的動能被快速釋放,從而使電機瞬時產生極大的制動力矩,能夠達到快速剎車的效果。電機速度越高,短路電流越大,制動力也越大。

但是必須考慮不能夠超過超過MOS管的承受能力,因此一般等待電機速度降低到一定程度再使用短接制動。具體到我們當前的硬體電路,其下橋臂帶有PWM控制。所以採用下橋臂的三相接線短接的方式,這樣還可以對於剎車力度進行適當的調節。為了避免在電機高速時產生過大的短路電流,超過MOS管的承受能力,一般開始短接制動時PWM控制的佔空比不要超過30%。當電機的速度降低為低速時,為了加大制動力矩,即使採用100%的佔空比對於MOS管也是安全的。

3.內建或者外接一個剎車片,實行碟剎功能。