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鎖定新一代導彈制動系統的無電刷直流馬達
 

【作者: Charles Frick】   2019年07月05日 星期五

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由於成本攀升但客戶需求縮減,同時加上產品種類增多,軍武系統快速地與其他工程領域一樣面臨著成本受限的問題。為有效率地驅動與控制這些飛行彈藥,必須運用微型控制制動系統(CAS)來針對尾翼進行精準的微幅調整,以及調整經過彈體的氣流。以往這些系統都是採用氣壓或透過電刷直流馬達與齒輪箱進行驅動,但現代馬達在無電刷直流馬達(BLDC)在內所達致各方面的進步,使得業界已經能做出更小、更輕、更廉價、更有效率的CAS設計。然而,其所付出的代價,則是為了要驅動BLDC的三個相位,導致系統複雜度提高。


導致複雜度提高主要有下列幾項因素:第一,傳統電刷直流馬達只需要一個H電橋,而BLDC則需要3對MOSFET來驅動相位。這不僅增加少量的成本,還會額外佔用電路板空間。在驅動這些MOSFET時,必須注意避免讓短路電流(current shoot)通過,因為如果頂部與底部都同時導通就可能會導致MOSFET損壞。另外還要注意在脈衝調變(PWM)頂部與底部驅動線路之間插入的空白時間(dead time)。


從軟體的角度來看,一般電刷馬達可透過簡單的PID迴路加以控制,而無電刷直流馬達則需要更先進的迴路與換相策略 - 通常是量測繞組電流、相電壓、轉子角度、以及速度。
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