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锁定新一代导弹制动系统的无电刷直流马达
 

【作者: Charles Frick】2019年07月05日 星期五

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由于成本攀升但客户需求缩减,同时加上产品种类增多,军武系统快速地与其他工程领域一样面临著成本受限的问题。为有效率地驱动与控制这些飞行弹药,必须运用微型控制制动系统(CAS)来针对尾翼进行精准的微幅调整,以及调整经过弹体的气流。以往这些系统都是采用气压或透过电刷直流马达与齿轮箱进行驱动,但现代马达在无电刷直流马达(BLDC)在内所达致各方面的进步,使得业界已经能做出更小、更轻、更廉价、更有效率的CAS设计。然而,其所付出的代价,则是为了要驱动BLDC的三个相位,导致系统复杂度提高。


导致复杂度提高主要有下列几项因素:第一,传统电刷直流马达只需要一个H电桥,而BLDC则需要3对MOSFET来驱动相位。这不仅增加少量的成本,还会额外占用电路板空间。在驱动这些MOSFET时,必须注意避免让短路电流(current shoot)通过,因为如果顶部与底部都同时导通就可能会导致MOSFET损坏。另外还要注意在脉冲调变(PWM)顶部与底部驱动线路之间插入的空白时间(dead time)。


从软体的角度来看,一般电刷马达可透过简单的PID回路加以控制,而无电刷直流马达则需要更先进的回路与换相策略 - 通常是量测绕组电流、相电压、转子角度、以及速度。
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