消防泵，无刷电机方波控制，螺杆泵的主要结构及工作原理要知道

2020/12/21

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 工作原理 

一、方波控制理论基础

方波控制也叫六步控制，在一个电周期中，电机只有六种转态，或者说定子电流有六种状态(三相桥臂有六种开关状态)。每一种电流状态都可看作合成一个方向的矢量力矩，六个矢量有规律地、一步接一步地转换，矢量旋转方向决定了电机旋转方向(顺时针或是逆时针)，电机转子会跟着同步旋转。在方波控制里，主要是对两个量进行控制，一个是电机转子位置对应的开管状态，有Hall时，通过Hall信息获取转子位置，无传感器时，通过反电动势信息获取转子位置，从而决定开管状态;第二个是PWM占空比的控制，通过控制占空比的大小来控制电流大小，从而控制转矩和转速。

无刷电机方波控制原理

二、方波算法实现步骤

Hall 方波控制：

1、读取母线电流采样的AD 值，计算母线电流

2、电流环计算应该给的PWM 占空比，控制电流为给定电流大小

3、 读取hall 状态，根据Hall 状态与三相桥臂开管状态关系数组，得到相应的开管状态，每次hall 状态的跳变沿及为三相桥臂状态切换的时间点(也称为换相点)。

4、 Hall 相邻状态间的扇区为一个电周期的六分之一，即为60°，用定时器可记录60°扇区所用的时间，从而计算电流频率，从而得到电机转速。

5. 以电流环作为内环，速度环作为外环，电机进行闭环控制，如Hall 方波控制框图。对于Hall 方波控制来说，电机启动时，就已经知道电机转子位置，直接用hall 状态对的矢量力矩去拉电机，就可启动电机，并可直接进闭环控制。

三、BEMF 方波控制：

1、读取母线电流采样的AD 值，计算母线电流。

2、电流环计算应该给的PWM 占空比，控制电流为给定电流大小

3、 保持一种开管状态(即保持一个方向矢量定位)，定位完成，然后按一定频率改变开管状态，并按规律提升改变频率。到达切换电频率，然后切换到反电动势模式。

4.、用一个较高频率定时器中断读取相比较器输出状态，若相比较器输出电平发生翻转，则说明该相反电动势产生过零，此时，读定时器D 时基计数值，保存，然后清定时器D，并配置定时器D 的比较寄存器0 的比较值，开定时器D 开始计时，直到产生PWMD0 中断，在中断中改变开关管状态，也就是找到过零点延迟30°电角度再换相。

5、 以电流环作为内环，速度环作为外环，电机进行闭环控制，对于BEMF 方波控制来说，电机启动时，是不知道电机转子位置，所以需要用外同步方式启动电机，让定子电流按给定大小和频率拖动电机转子跑，然后电机达到切换电频率，就可切换到反电动势模式跑电机，并运行速度和电流闭环控制。

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螺杆泵主要是由固定在泵体中的衬套(泵缸)以及安插在泵缸中的主动螺杆和与其啮合的两根从动螺杆所组成。三根互相啮合的螺杆，在泵缸内按每个导程形成为一个密封腔，造成吸排口之间的密封。

泵工作时，由于两从动螺杆与主动螺杆左右对称啮合，故作用在主动螺杆上的径向力完全平衡，主动螺杆不承受弯曲负荷。从动螺杆所受径向力沿其整个长度都由泵缸衬套来支承，因此，不需要在外端另设轴承，基本上也不承受弯曲负荷。在运行中，螺杆外圆表面和泵缸内壁之间形成的一层油膜，可防止金属之间的直接接触，使螺杆齿面的磨损大大减少。

螺杆泵的主要结构及工作原理

螺杆泵工作时，两端分别作用着液体的吸排压力，因此对螺杆要产生轴向推力。对于压差小于10千克力/cm2的小型泵，可以采用止推轴承。此外，还通过主动螺杆的中央油孔将高压油引入各螺杆轴套的底部，从而在螺杆下端产生一个与轴向推力方向相反的平衡推力。

螺杆泵和其它容积泵一样，当泵的排出口完全封闭时，泵内的压力就会上升到使泵损坏或使电动机过载的危险程度。所以，在泵的吸排口处，就必须设置安全阀。

螺杆泵的轴封，通常采用机械轴封，并可根据工作压力的高低采取不同的形式。