消防泵，無(wú)刷電機方波控制，螺桿泵的主要結構及工作原理要知道

2020/12/21

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 工作原理 

一、方波控制理論基礎

方波控制也叫六步控制，在一個(gè)電周期中，電機只有六種轉態(tài)，或者說(shuō)定子電流有六種狀態(tài)(三相橋臂有六種開(kāi)關(guān)狀態(tài))。每一種電流狀態(tài)都可看作合成一個(gè)方向的矢量力矩，六個(gè)矢量有規律地、一步接一步地轉換，矢量旋轉方向決定了電機旋轉方向(順時(shí)針或是逆時(shí)針)，電機轉子會(huì )跟著(zhù)同步旋轉。在方波控制里，主要是對兩個(gè)量進(jìn)行控制，一個(gè)是電機轉子位置對應的開(kāi)管狀態(tài)，有Hall時(shí)，通過(guò)Hall信息獲取轉子位置，無(wú)傳感器時(shí)，通過(guò)反電動(dòng)勢信息獲取轉子位置，從而決定開(kāi)管狀態(tài);第二個(gè)是PWM占空比的控制，通過(guò)控制占空比的大小來(lái)控制電流大小，從而控制轉矩和轉速。

無(wú)刷電機方波控制原理

二、方波算法實(shí)現步驟

Hall 方波控制：

1、讀取母線(xiàn)電流采樣的AD 值，計算母線(xiàn)電流

2、電流環(huán)計算應該給的PWM 占空比，控制電流為給定電流大小

3、 讀取hall 狀態(tài)，根據Hall 狀態(tài)與三相橋臂開(kāi)管狀態(tài)關(guān)系數組，得到相應的開(kāi)管狀態(tài)，每次hall 狀態(tài)的跳變沿及為三相橋臂狀態(tài)切換的時(shí)間點(diǎn)(也稱(chēng)為換相點(diǎn))。

4、 Hall 相鄰狀態(tài)間的扇區為一個(gè)電周期的六分之一，即為60°，用定時(shí)器可記錄60°扇區所用的時(shí)間，從而計算電流頻率，從而得到電機轉速。

5. 以電流環(huán)作為內環(huán)，速度環(huán)作為外環(huán)，電機進(jìn)行閉環(huán)控制，如Hall 方波控制框圖。對于Hall 方波控制來(lái)說(shuō)，電機啟動(dòng)時(shí)，就已經(jīng)知道電機轉子位置，直接用hall 狀態(tài)對的矢量力矩去拉電機，就可啟動(dòng)電機，并可直接進(jìn)閉環(huán)控制。

三、BEMF 方波控制：

1、讀取母線(xiàn)電流采樣的AD 值，計算母線(xiàn)電流。

2、電流環(huán)計算應該給的PWM 占空比，控制電流為給定電流大小

3、 保持一種開(kāi)管狀態(tài)(即保持一個(gè)方向矢量定位)，定位完成，然后按一定頻率改變開(kāi)管狀態(tài)，并按規律提升改變頻率。到達切換電頻率，然后切換到反電動(dòng)勢模式。

4.、用一個(gè)較高頻率定時(shí)器中斷讀取相比較器輸出狀態(tài)，若相比較器輸出電平發(fā)生翻轉，則說(shuō)明該相反電動(dòng)勢產(chǎn)生過(guò)零，此時(shí)，讀定時(shí)器D 時(shí)基計數值，保存，然后清定時(shí)器D，并配置定時(shí)器D 的比較寄存器0 的比較值，開(kāi)定時(shí)器D 開(kāi)始計時(shí)，直到產(chǎn)生PWMD0 中斷，在中斷中改變開(kāi)關(guān)管狀態(tài)，也就是找到過(guò)零點(diǎn)延遲30°電角度再換相。

5、 以電流環(huán)作為內環(huán)，速度環(huán)作為外環(huán)，電機進(jìn)行閉環(huán)控制，對于BEMF 方波控制來(lái)說(shuō)，電機啟動(dòng)時(shí)，是不知道電機轉子位置，所以需要用外同步方式啟動(dòng)電機，讓定子電流按給定大小和頻率拖動(dòng)電機轉子跑，然后電機達到切換電頻率，就可切換到反電動(dòng)勢模式跑電機，并運行速度和電流閉環(huán)控制。

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螺桿泵主要是由固定在泵體中的襯套(泵缸)以及安插在泵缸中的主動(dòng)螺桿和與其嚙合的兩根從動(dòng)螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿，在泵缸內按每個(gè)導程形成為一個(gè)密封腔，造成吸排口之間的密封。

泵工作時(shí)，由于兩從動(dòng)螺桿與主動(dòng)螺桿左右對稱(chēng)嚙合，故作用在主動(dòng)螺桿上的徑向力完全平衡，主動(dòng)螺桿不承受彎曲負荷。從動(dòng)螺桿所受徑向力沿其整個(gè)長(cháng)度都由泵缸襯套來(lái)支承，因此，不需要在外端另設軸承，基本上也不承受彎曲負荷。在運行中，螺桿外圓表面和泵缸內壁之間形成的一層油膜，可防止金屬之間的直接接觸，使螺桿齒面的磨損大大減少。

螺桿泵的主要結構及工作原理

螺桿泵工作時(shí)，兩端分別作用著(zhù)液體的吸排壓力，因此對螺桿要產(chǎn)生軸向推力。對于壓差小于10千克力/cm2的小型泵，可以采用止推軸承。此外，還通過(guò)主動(dòng)螺桿的中央油孔將高壓油引入各螺桿軸套的底部，從而在螺桿下端產(chǎn)生一個(gè)與軸向推力方向相反的平衡推力。

螺桿泵和其它容積泵一樣，當泵的排出口完全封閉時(shí)，泵內的壓力就會(huì )上升到使泵損壞或使電動(dòng)機過(guò)載的危險程度。所以，在泵的吸排口處，就必須設置安全閥。

螺桿泵的軸封，通常采用機械軸封，并可根據工作壓力的高低采取不同的形式。