motorBLDC初探

1、1主主 要要 内内 容容一、几个术语解释一、几个术语解释（极对数、相数、电角度、电角频率、（极对数、相数、电角度、电角频率、相电压、线电压、反电动势）相电压、线电压、反电动势）二、无刷直流电机的运行原理二、无刷直流电机的运行原理三、无刷直流电机的基本控制方法三、无刷直流电机的基本控制方法2几个术语解释几个术语解释 极对数（极对数（ ）：电机转子中）：电机转子中N-S极的对数，极的对数，2，3，4， 相数（相数（ ）：电机绕组个数，）：电机绕组个数，3，6，12， 电角度（电角度（ ）/机械角度（机械角度（ ）：）： 电角频率（电角频率（ ）/机械角频率（机械角频率（ ）：）： 电角频率与电机转

2、速（电角频率与电机转速（ ）：）： 极（极（2p）槽（）槽（Z）配合：）配合：Z/2p 相电压：电机相绕组对电机中性点电压相电压：电机相绕组对电机中性点电压 线电压：电机两相绕组之间电压线电压：电机两相绕组之间电压 反电动势：电机到拖时某一转速下对应电机线电压峰值反电动势：电机到拖时某一转速下对应电机线电压峰值eep2mn pe pepne60dtee3几个术语解释几个术语解释 电子绕组和转子抽象示意图电子绕组和转子抽象示意图两极三相两极三相( (一对极）一对极）电角度电角度= =机械角度机械角度=60=60我国规定标准电源频率为我国规定标准电源频率为f=50f=50周周/ /秒秒电角频率一定

3、的情况下，极对越多转速越低电角频率一定的情况下，极对越多转速越低若若A A、B B相通相通12V12V电压，相电压为电压，相电压为6V6V，线电压为，线电压为12V12V反电动势接近反电动势接近6V6V4几个术语解释几个术语解释 电子绕组和转子抽象示意图电子绕组和转子抽象示意图12 12 绕组绕组 14 14 极（即极（即 7 7 对极）对极）电角度（电角度（=60=60）/ / 机械角度机械角度(=8.57)=p=7(=8.57)=p=7我国规定标准电源频率为我国规定标准电源频率为f=50f=50周周/ /秒秒电角频率一定的情况下，极对越多转速越低电角频率一定的情况下，极对越多转速越低5无位

4、置传感器无位置传感器无刷无刷 直流电机的组成直流电机的组成t无刷直流电机组成部分：无刷直流电机组成部分：电机本体、驱动电路、反电机本体、驱动电路、反电势过零检测电路、电流电势过零检测电路、电流检测电路、电源电压检测检测电路、电源电压检测路、路、MCUMCU控制器控制器6120120度导通时转子位置度导通时转子位置与电流换相关系与电流换相关系7HALLHALL状态与状态与PWMPWM、三相反电势和三相、三相反电势和三相相电流的对应关系相电流的对应关系120 无刷直流电机的电无刷直流电机的电流和感应电动势具有以流和感应电动势具有以下特点：下特点：（1 1）感应电动势为）感应电动势为三相对称的梯形波

5、，其三相对称的梯形波，其波顶宽为波顶宽为（2 2）电流为三相对）电流为三相对称的方波；称的方波；（3 3）梯形波反电势）梯形波反电势与方波电流在相位上严与方波电流在相位上严格同步。格同步。8无刷直流电机的电路模型无刷直流电机的电路模型永磁无刷电机系统示意图永磁无刷电机系统示意图 VCCVCC为直流电源（为直流电源（V V）；）；6 6个功率开关管；个功率开关管；采用采用120120的两两导通方式的两两导通方式，对，对 6 6个功率管个功率管分别在各分别在各自自120120导通时间内根据不导通时间内根据不同的调制方式进行同的调制方式进行PWMPWM调制调制。9无刷直流电机的无刷直流电机的工作原理

6、工作原理10无刷直流电机的无刷直流电机的工作原理工作原理t从运行过程看，定子绕组每隔从运行过程看，定子绕组每隔60电角度换向一次，定电角度换向一次，定子合成磁动势位置就改变一次，每相绕组每次导通子合成磁动势位置就改变一次，每相绕组每次导通120电角度，且始终保持两相绕组导通，此工作方式电角度，且始终保持两相绕组导通，此工作方式称为两相导通的三相六状态运行方式。该方式下，每称为两相导通的三相六状态运行方式。该方式下，每一状态持续一状态持续60电角度，再辞定子绕组合成磁动势空间电角度，再辞定子绕组合成磁动势空间位置固定不变，而永磁磁极连续旋转位置固定不变，而永磁磁极连续旋转60电角度，定子电角度，

7、定子磁动势为跳跃式旋转磁动势，使定转子磁动势之间的磁动势为跳跃式旋转磁动势，使定转子磁动势之间的空间夹角周期性变化，导致电磁转矩波动。空间夹角周期性变化，导致电磁转矩波动。11无刷电动机位置检测及开关管驱动信号无刷电动机位置检测及开关管驱动信号12无刷电动机直流通电控制方式开关切换表无刷电动机直流通电控制方式开关切换表13无刷直流电机的换流模式无刷直流电机的换流模式（1 1） pwm-onpwm-on型调制方式型调制方式 （2 2）on-pwmon-pwm型调制方式型调制方式 14无刷直流电机的换流模式无刷直流电机的换流模式（3 3）H_on-L_pwmH_on-L_pwm型调制方式型调制方式 （4 4）H_pwm-L_onH_pwm-L_on型调制方式型调制方式15无刷直流电