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来源：半岛在线登录官网 发布时间：2024-03-11 12:39:55
全球都在致力降低功耗，且势头愈来愈烈。许多国家/地区都要求家用电器满足相关组织（如中国标准化研究院 (CNIS)、美国能源之星和德国蓝天使）制定的效率标准。为满足这些标准，慢慢的变多的系统模块设计人员在设计中放弃了简单且易用的单相交流感应电机，转而采用更节能的低压无刷直流 (BLDC) 电机。为实现更长的常规使用的寿命和更低的运行噪音，扫地机器人等小型家电的设计人员也转而在他们的许多系统中使用更先进的 BLDC 电机。同时，永磁技术的进步正不断简化 BLDC 电机的制造，在提供相同扭矩（负载）的同时减小系统尺寸，还能大大的提升效率和降低系统噪音。
设计使用 BLDC 电机的系统具有挑战性，因为常常要复杂的硬件和优化的软件设计来提供较为可靠的实时控制。加快设计周期的一种选择是采用专业供应商提供的 BLDC 电机模块，但这些模块并未针对特定系统的需求来做优化。因此，为了构建优化的高性能系统来满足特定应用需求，仍然需要进一步探索电机设计和控制，即便使用模块也是如此。在本文中，我将介绍三种方法，这一些方法在加快 BLDC 电机系统模块设计的同时，还能够给大家提供更为智能小巧的节能解决方案。
无需编程的电机驱动器包括内置的控制换向算法，因此无需进行电机控制系统软件的开发、维护和认证。这些电机驱动器通常从电机获取反馈（例如霍尔信号或电机相位电压和电流信号），实时计算复杂的控制方程以确定下一个电机驱动状态，并为栅极驱动器或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 等模拟前端组件提供脉宽调制信号（如图 2 所示）。
使用集成了无传感器控制功能的电机驱动器（例如具有磁场定向控制 (FOC) 功能的 MCF8316A 电机驱动器）进行实时控制时，电机中无需霍尔效应传感器，因此能提高系统可靠性并降低系统总成本。无需编程的电机驱动器还可以管理重要功能（如电机故障检验测试），并实施保护机制，使总系统设计更加可靠。这些器件可以附带美国保险商实验室等认证机构实现的预认证控制算法，使原始设备制造商能够缩短其家用电器的设计时间。
系统性能参数要求（如速度、效率和噪声）很难通过调谐 BLDC 电机来解决。该问题可通过开发一种无传感器梯形控制算法来解决，其中，换向由电机的反电动势电压决定，使调整操作不受电机参数限制。集成了无传感器梯形控制功能的集成电机驱动器（例如 MCT8316A）可以提供优化的系统性能，而无需使用复杂的接口连接微控制器。此外，请注意，在电机调谐过程中，集成电机驱动器会提供反馈信号，例如示波器上显示的电机相电压、电流和电机转速。
在无传感器 FOC 算法中，由于集成了先进控制技术，因此可以显著加快电机调谐，例如，通过自行测量电机参数或自动执行控制环路的调谐等方式加快速度。引导式调谐图形用户界面 (GUI) 提供默认的电机启动选项（如图 3 所示），有助于顺利完成调谐过程并尽快使电机旋转起来。无需编程的电机驱动器（例如用于 FOC 的 MCF8316A 和用于梯形控制的 MCT8316A）包括用于电机启动以及闭环和电机停止操作的多个可配置选项。借助这些选项，在几分钟内就能优化电机性能，显著缩短了设计周期。
对许多系统模块设计人员来说，BLDC 系统硬件构建工作都很吃力。一个典型的系统需要栅极驱动器、MOSFET、电流感应放大器、电压感应比较器和模数转换器。大多数系统需要专用的电源架构（包括低压降稳压器或直流/直流降压稳压器等器件）为板上的所有组件供电。集成的 BLDC 驱动器结合了所有这些组件，提供了一个紧凑但易于使用的解决方案，如图 4 所示。
具有集成控制功能的电机驱动器包含保护功能，例如针对 MOSFET 的过流和过压保护以及温度监测，使设计人员能够轻松提供强大的解决方案。对于功耗小于 70W 的电机应用，例如扫地机器人、家用吊扇或者是洗衣机中使用的泵，可以选择具有集成 MOSFET 的器件来进一步减小布板空间。MCF8316A 和 MCT8316A 器件在 24V 应用中支持高达 8A 的峰值电流。对于大功率应用，可以将功率 MOSFET 放置在板上，使栅极驱动器和电机控制功能集成到单块芯片中。
本文中讨论的概念有助于加快系统设计周期，同时提供更为小巧、智能的 BLDC 电机系统。借助于 MCF8316A 和 MCT8316A 等无需编程无传感器的 BLDC 电机驱动器，可以快速设计出优化的高性能实时控制系统。这一些器件可以为 24V 应用提供高达 70W 的功率。凭借集成的智能控制技术，这两款电机驱动器都很容易调谐，可用于实现高性能和可靠的系统解决方案，是构建下一个基于 BLDC 的低电压节能型系统时的理想选择。
0 引言 煤矿隔爆永磁无刷直流电机控制器采用三相矩形波电流控制永磁电机传动系统，是一种电流逆变器。控制器由一组IGBT模块、电流传感器、铜排、电容、温度开关、阻容吸收器件、IGBT驱动模块、核心控制板组成，整体封闭在金属外壳内，主要发热部件为IGBT模块，散热设计难度较大。为了提高设计效率和减少反复试验的工作量，采用了热计算、仿真和试验对比相结合的方法。 1 IGBT热功率和最高温度计算 IGBT驱动三相永磁无刷直流电机，流过电流在理想状态下是峰值为60°角的梯形波，实际运行中受电机电感影响和电容容量限制，波峰有两个较大的尖峰，如图1所示。为计算方便，IGBT流过的电流简化为额定状况下为标准的梯形波。控制器输出峰值电
引言 许多汽车应用，包括从最小的阀门到笨重的座椅，都含有运动部件，而速度可能从每分钟数十转到数千转不等。一直以来，有刷电机在汽车应用中占主导地位，因为它们成本低，而且只需简单的继电器就能加以控制。不过，有刷电机较重，而且电刷会产生噪声和电火花，并会随着使用时间的增加而磨损。 现代汽车中电机的数量在不断增加，因此制造商需要体积更小更轻、转矩和速度更高并受到精确控制的电机。防倾斜(anti-pitch)车窗升降电机就是一个很好的示例，其他还有刹车和转向助力、通风、冷却，以及推拉门等应用。另外，进气和涡轮增压器控制则是比较新颖的领域，这时电机及其控制器可能处于150℃的高温下，远远超过125℃的标准温度。 目
电机控制中的应用 /
摘要：无传感器BLDC电机具有直流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，现已广泛应用于工业控制的各个领域。本设计方案采用东芝三相直流无刷驱动器TB6588FG和MSP430F12012作为核心硬件电路，详细介绍了电机调速控制电路、电机保护电路和电机速度调速的信号检测及调整的软件实现方法。 关键词：TB6588FG；三相无刷电机； MSP430F2012 引言 永磁无刷直流电机及其控制一直是电机发展的研究热点。无刷直流电机体积小，效率高。它既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便的特点，又具备直流电机那样良好的调速特性而无机械式换向器，现已广泛应用于工业控制的各个领域。本控制系统模块设计了以SP430F201 2单
为了实现高可靠性、低成本和高效率，目前，电机控制应用设计人员正在从传统的通用或交流(AC)电机设计转换到更为成熟的无刷直流(BLDC)电机或永磁同步电机(PMSM)设计。然而，如果设计人员不能有效获得高级、复杂的电机控制算法，不管选择哪一种方法都具有挑战性，甚至会导致巨大的研发资源支出及更长的设计时间。 从AC电机转向BLDC电机 飞兆半导体BLDC产品线市场经理简文烯告诉本刊记者，在发展中国家，电机消耗的能量占据工业能源使用的60%~70%,电机驱动电器(洗衣机、空调、风扇等)占据总体家庭功耗的70%左右。因此，在全球，减少电子系统中电机使用的能量，成为了当前业界急待解决的首要问题。 简文烯对比了传统的AC电机和BLDC电
一、 概述 永磁无刷直流电机（Permanent Magnet Brushless DC Motor以下简称PMBLDC）由于其固有的特点，在家用消费类产品（空调、冰箱、洗衣机）和IT 周边产品（打印机、软驱、硬驱）中得到广泛的应用。它具有结构相对比较简单、高效、低噪声、高功率密度、启动扭矩大、寿命长等其它种类直流电机无法比拟的特性。我国是稀土大国，稀土永磁材料经过这几年的发展，已经有了一定的规模，质量和数据都有较大的提高，价格已不断下降，这将大大促进PMBLDC工业发展。可以预计21世纪PMBLDC将成为应用最广泛的电机，并可以取代传统直流电机和交流电机+变频调传统模式，成为10kW以下电机传动的主角。 永磁无刷直流电机性能的发
的嵌入式微控制器 /
一、概述 永磁直流无刷电机（PM-BLDC），由于其固有的许多特点，再加上我国稀土资源丰富，被众多电机专家觉得是21世纪的新型换代产品。随着半导体集成电路，电力电子器件，控制原理和稀土材料工业的发展，能预见这种产品必然会逐步取代传统结构的交流电动机加变频调速器的模式。 目前见到的文献中，控制器一般都采用Motorola公司的MC33035，MicroLinear公司的ML4425/4428或采用通用的 PWM芯片如 SG3524，TL494等。采用这些ASIC芯片，虽然能实现电机的无线调速，但还存在一些问题，如无法与计算机直接接口，许多较为复杂的控制算法无法在不增加硬件成本的情况下实现，控制器的为机界面不理想。总的讲，控
数字式控制器 /
一、 概述 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为经验测试电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。 永磁无刷直流电机（Permanent Magnet Brushless DC Motor以下简称PMBLDC）由于其固有的特点，在家用消费类
的嵌入式微控制器 /
1 引言 并联机构是由多个并行链构成的闭环机械系统。相对于串联机构, 由于它的驱动设备安装在固定地点, 位置而不随末端执行点的运动而改变, 由此可带来高速、高精度的运动。并联机构具有刚度大、无关节误差积累和放大、位置反解容易等优点, 与串联机构在应用上形成了互补关系。目前, 对并联机器人研究较多的是6 自由度（ 6DOF） 并联机器人, 但在某一些场合2～5 个自由度即可满足使用上的要求, 这类少于6 自由度的并联机器人被称为少自由度并联机器人。少自由度并联机器人由于其驱动元件少、造价低、结构紧密相连而有较高的实用价值。 在研发的5 自由度并联推拿机器人及其位置分析的基础上, 以微机、PCI 总线控制卡、PCI 总线数据采集
（从器件到系统）
指南 (埃利斯)
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