无刷直流电机控制的概念及原理

发布时间：2024-02-21 14:57:42 | 作者: 半岛在线登录官网

  如果需要电机转动起来，需要给电机转子一个旋转的磁场。对于三相无刷直流电机来说，直流电压源只为三相逆变器提供恒定电压，所以要通过三相逆变器将直流电转换成三相电流，依次为不同线圈对通电。

  BLDC电机通过下图所示三相逆变器电路能实现电机的换向逻辑，实质上就是通过控制Q0~Q5开关的导通和切断，来控制右侧A、B、C三相电机定子上产生所需要的正弦电压，那么我们需要控制的也就是这六个开关的开关周期。这里涉及到了一个算法，后面我们会讲到，就是空调矢量脉宽调制（SVPWM）。

  下图的BLDC电机在非驱动端的定子中嵌入了三个霍尔传感器。上文我们讲到了，当电机每转过60个电角度，其中一个霍尔传感器就会改变状态。所以完成一个点周期需要六步。

  这里我们需要引入反电动势的概念。当电机转动时，每个线圈绕组都会产生反电动势，根据楞次定律（来拒去留，增缩减扩），该电动势的方向与线圈绕组的电压相反，这个反电动势的极性与励磁电压相反。

  我们可以看到每当电机发生换向时，即霍尔传感器信号发生跳变，都有一个绕组为正电，一个绕组为负电，一个绕组保持开路。这时候反电动势的电压极性从正变为负或从负变为正，即反电动势经过零值。这就是我们通过识别反电动势过零点，来识别转速位置换向的过程。

  简单来说，BLDC电机有两种控制方法：六步换向方波控制，磁场定向控制法（FOC）。

  BLDC电机和永磁同步电机（PMSM）的结构大同小异，一般来说PMSM电机的控制通常只用磁场定向控制法。

  六步换向方波控制方法比磁场定向控制法更简单，每次只有两相通电，不需要进行Park和Clark变换。但是六步换向方波控制存在比较大的转矩脉动，并且会有比较大的噪音。这里我们只讲磁场定向控制法。

  磁场定向控制 (FOC) 是一种高性能交流电机控制策略，能轻松实现电压矢量控制，从而实现了电机定子磁场的矢量控制，能够保证定子磁场与转子磁场时刻保持在90°，实现一定电流下最大的转矩输出。FOC的低速模式控制性能较好（性能好坏取决于速度反馈方式），正反向切换性能优异，并且FOC能够直接进行电流（力矩）、速度、角度三个闭环控制。采用正弦波控制，噪音会比方波控制小很多。关键字：引用地址：无刷直流电机控制的概念及原理

  其拥有外表形似雪花片的结构，在操纵下，它能爬行、打滚、跳跃，能迅速收缩以抓住滚过的小球。 提起机器人，大家的脑子里大都浮现的是硬体机器人，而随着科学技术的发展，机器人不仅仅只有硬体的，软体的机器人已经有很多了，而且其用途非但不比硬体机器人差，还可能比硬体机器人有更多用途。近日，德国马普研究所研制出一种用磁场控制的软体机器人，其在磁场操纵下，它能爬行、打滚、跳跃，能迅速收缩以抓住滚过的小球。 据悉，这款机器人的主体材料为硅胶，内嵌具有磁性的汝铁硼微颗粒。其还具有多自由度和连续变换的能力，可在大范围内任意改变自身身形和尺寸。因为主动变形与被动变形能力的结合，机器人能挤过比自身常态尺寸小的缝隙，进入传统机器人没办法进入的空

  计划在长野县实际投入到正常的使用中 WEB-3除了在埼玉县早稻田大学的本庄校园使用外，还计划2011年度在长野县长野市实际投入到正常的使用中。另外，2011年度将制造“WEB-4”巴士，并实际利用这两辆车，确认保养和检查的情况及运行上是不是真的存在问题等。预定在长野市运行3年。 此外，在早稻田大学的本庄校园，巴士停车场上方设置了太阳能电池，可利用太阳能电池发电的电力通过无线供电系统为巴士充电。 本庄校园的电池利用方法独具特色。那是利用了电池“第二生命（Second Life）”的充电站实证试验。我们预计，几年后将出现大量的EV电池二手产品。这些二手产品很难再用于EV，但可用于定置用途。因此，我们在本庄校园设置了与巴士配备的电池相同的

  进行人体防护 /

  国产电流探头 的应用十分广泛，其基础原理是流经导线的电流会在周围产生磁场，探头把磁场转化成相应的电压信号，通过和示波器配合，观察对应的电流波形。电流型探头虽没示波器的电压探头那么常见，但是它的作用是其他探头无法代替的。它能够在不破坏导线的情况下测量流经导线的电流。当电流型探头与电压探头配合使用时能够测试功率、相位等数据。这对于测试测量系统来说非常的有用。 国产电流探头是根据法拉第原理设计的用来测量导线中干扰电流信号的磁环，本质上是一个匝数为1的变压器。使用探头能够测量流经导线的电流的大小。探头分为AC/DC探头以及AC探头。前者可以测量直流以及交流电流的大小，后者只可以测量交流电流的大小。 国产电流探头有两

  1 前言 随着汽车部件的电动化、自动化程度逐步的提升和对汽车电机的噪声、电磁兼容、效率的高要求,永磁无刷直流电机正在慢慢地替代有刷的永磁直流电机 。永磁无刷电机具有体积小、寿命长、效率高、结构相对比较简单、可靠性好等优点,利用它作为汽车部件的驱动执行元件可有效地提高汽车部件的性能。例如在Freightliner公司的M2系列商务车上,采用无刷电机驱动其空调系统的鼓风机,更好地调节了送风速度 。 由于汽车总线技术的日趋成熟,汽车内多个电机单元的控制方式正从传统的集中式线束控制向分布式总线控制转变。分布式总线控制能够大大减少线束,减少相关成本,便于各个电机控制单元和车内其它电控单元一起形成一个综合协调的控制管理系统,提高各控制单元的运行可靠性,减少

  摘要：根据无刷直流电机理论和系统的要求，以双TMS320F2812 DSP处理器为核心，针对系统的高可靠性要求，进行了无刷直流电机控制器的硬件电路设计并对核心电路做多元化的分析、仿真和实验验证;根据结果得出，该硬件电路可实现无刷直流电机正常调速的控制需求，相应性能指标可满足系统需求。 0 引言 无刷直流电机(以下简称BLDCM)用电子换相器取代机械换向器，根除了电刷和换向器接触磨损所导致的寿命周期短、电气绝缘低、火花干扰强等诸多缺陷;同时永磁材料的高磁性能使无刷直流电机具有起动转矩大、调速范围广、运行效率高等优点，在各个工业领域存在广泛应用。 由于本系统有较高的可靠性要求，因此总体设计思路是采用主控、监控双DSP系统架构满足控制器的高

  器硬件设计和实现 /

  三轴磁传感器，又称电子罗盘，在无人机、智能手表、导航设备中广泛普及和应用。针对需要侦测物体运动变动情况，三轴磁传感器承载着至关重要的绝对指向作用，为稳定飞行、辅助导航等多样化功能保驾护航。也正如此，三轴磁传感器的可靠性是这些装置稳定运作的基石。 不过，现今一般市场上常见的三轴磁传感器，多采用一个直立式Z轴配合一个水平XY轴感测的结构。这种传感器采用多芯片封装，通过Epoxy封装材料和焊接方式，将一个水平、一个垂直的传感器，和一个负责感应X、Y轴两个维度的磁场水平传感器透过金线或焊接固定在一起，垂直传感器负责感应Z轴维度磁场大小。直立式Z轴传感器因为感应片自身结构直观，设计也较为简单。但是，由于直立式Z轴结构在封装较复杂而形成结构弱点

  近年来我国在大科学装置领域的投入巨大，27日，又一项将挑战世界纪录的大科学装置通过国家验收，这就是在合肥建造的“稳态强磁场试验装置”，该装置由多台世界上的排名前列的强磁体组成，场强能够达到40T级。目前世界上场强最高的是美国的同类装置，合肥强磁场装置是世界上第二台达到这一级别的装置，今后还将继续挑战美国创造的45T的世界纪录。 据悉，稳态强磁场装置的作用，类似于科学家观察强磁场下特殊物理现象的“显微镜”，与高能粒子对撞机等大科学装置一样，对于基础科学进步具有重大意义，将可能带动一系列科学技术领域的新突破。 强磁场中心自主研制的混合磁体装置 新华社合肥9月27日电（记者徐海涛）9月27日，国家重大科学技术基础设施“稳态强磁场实验装置”在

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