其利天下技術(shù)·如何實(shí)現(xiàn)無需找定位點(diǎn)啟動·無刷電機(jī)驅(qū)動方案吊扇/風(fēng)扇燈

家用落地扇、吊扇和風(fēng)扇燈經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)有了一定的創(chuàng)新，體驗(yàn)上更加人性化，但依然有不少品牌商在追求性價(jià)比和產(chǎn)品細(xì)節(jié)的道路上競爭激烈。最近就有不少中山的吊扇、風(fēng)扇燈的品牌商或者PCBA板廠找我們做無刷電機(jī)驅(qū)動方案，他們都希望能在驅(qū)動方案上有更高的性價(jià)比，同時(shí)盡可能達(dá)到不需要找定位點(diǎn)就能平滑啟動。

那要實(shí)現(xiàn)不需要找定位就能平滑啟動的無刷驅(qū)動方案，在軟件程序上用哪些方法有可能實(shí)現(xiàn)呢？

無傳感器FOC算法（Sensorless FOC）

1、FOC（Field-Oriented Control）算法是目前主流的無刷電機(jī)控制方法，通過矢量控制實(shí)現(xiàn)精確的電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩控制。使用無傳感器FOC算法，可以在啟動時(shí)通過觀測電機(jī)反電動勢（Back EMF）來估算電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，而不需要使用位置傳感器或在啟動時(shí)尋找定位點(diǎn)。

2、滑模觀測器（Sliding Mode Observer, SMO）或卡爾曼濾波器（Kalman Filter）可以結(jié)合在FOC算法中，用于更精確地估算轉(zhuǎn)子位置，從而實(shí)現(xiàn)平滑啟動。

直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）

1、DTC（Direct Torque Control）**是一種控制策略，通過直接控制電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。這種方法可以有效地避免啟動時(shí)的抖動，適合應(yīng)用在需要平滑啟動的場合。

初始位置檢測技術(shù)

1、在無感啟動之前，可以通過一些電壓注入技術(shù)來初步檢測轉(zhuǎn)子的位置，這樣可以在啟動的瞬間獲得較好的初始位置，從而實(shí)現(xiàn)更平滑的啟動。

2、高頻信號注入法是常用的一種方法，通過在電機(jī)中注入高頻信號來估算初始位置。

智能控制算法

人工智能算法例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或模糊邏輯控制器可以用來學(xué)習(xí)并優(yōu)化啟動過程中的電機(jī)控制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)更平滑和穩(wěn)定的啟動。

使用專用的MCU或DSP

選擇支持無感FOC算法的MCU或DSP，比如我們公司訂制的電機(jī)控制芯片。帶有優(yōu)化的啟動算法，可以幫助你實(shí)現(xiàn)無定位點(diǎn)平滑啟動。

調(diào)試與仿真軟件

你可以使用MATLAB/Simulink來仿真和優(yōu)化你的無感FOC算法，在仿真環(huán)境中驗(yàn)證電機(jī)的啟動性能，再將算法部署到實(shí)際硬件上。

綜合建議

無感FOC控制算法搭配滑模觀測器或卡爾曼濾波器進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置估算。

使用高性能的電機(jī)控制MCU，如ST的STM32系列，搭配其MCU開發(fā)庫中的Motor Control SDK。

在實(shí)際電機(jī)應(yīng)用前，使用MATLAB/Simulink等工具進(jìn)行仿真。