简单介绍高速电机的起动问题及采用ML4425的解决方案

ML4425是美国MicroLinera公司为三相无位置传感器无刷直流电动机驱动而设计的专用控制芯片,它采用三段式起动的反电势法来控制电机的起动。三段式起动包括:转子定位、变频加速和状态切换。由于ML4425采用PLL换相,因此电机能否成功起动与PLL内部元件有很大的关系。如前所述,ML4425的PLL换相控制主要由采样器、环路低通滤波器、压控振荡器VCO和相位交换机组成。ML4425的VC0敏感的最低输人电压为0.5V,但对于高速电机来说,由于其起动校准时,给VC0输人的电压低于0.5V,因此高速电机不易直接起动,以下将以4对极、RPMmax=30000r/min电机说明。

 
对于上述电机,根据前文所述,当电机在VRC=7V时,n=30000r/min。当RVCO=80.5kΩ时,VC0电容CVCO、VC0增益KVCO和VC0频率FVCO分别为
简单介绍高速电机的起动问题及采用ML4425的解决方案
很显然,对于任何电机,在刚起动校准完后是不可能达到此转速的,即无法使压控振荡器正常起振。因此,对于高速电机来说,若压控振荡器直接接一小电容是无法起动的,必须采用别的方法而使电机正常起动。
 
理论上我们可以采用电容切换法使高速电机起动。所谓电容切换法,是指先采用大的VC0电容使高速电机起动,当电机起动完以后再切换至所要求的小的VCO电容,以保证电机顺利转到预定最大转速。但实际中发现,采用电容切换法并不成功,因为电容是一种充放电元件,其状态与它的初始状态有关。在切换过程中,两个VC0电容初始状态是不一样的,因此对VC0的冲击较大,使得VCO在切换过程中容易失振,导致电机在切换过程中停转。
 
根据式(6-39)可知,KVCO不仅与CVCO有关,而且也与RVCO有关。因此,当CVCO一定时,VCO的增益也与RVCO成反比,也即CVCO与RVCO对VC0来说其实是等效的。因此,既然可通过改变CVCO大小而改变电机的最大速度,当然也可以通过改变RVCO大小而改变电机的最大速度,两者其实是等效的。
 
故可假设可采用电阻切换法使高速电机起动,而所谓电阻切换法,是指先采用大的RVCO电容使高速电机起动,当电机起动完以后再切换至所要求小的RVCO电阻。由于电阻元仵与初始状态无关,因此这种         切换对VCO并不会产生过大的冲击。但在实验中,若单独采用“电阻切换法”,电机并不能顺利起动。这是因为切换前后,VCO的输出频率变化过大,由式(6-40)可知FVCO=
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因此,ML4425在电路切换前后:
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