电机控制- 无刷直流(BLDC) 电机

作者：时间：2011-06-28来源：电子产品世界收藏

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无刷直流 (BLDC) 电机主推产品简介（点击下载）	器件型号：RDK_BLDC 器件型号：DRV8312-C2-KIT （电机控制评估套件）器件型号：TMDSHVMTRPFCKIT （高电压电机控制和 PFC 开发者套件）本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/120844.htm
Stellaris LM3S8971 BLDC Board Data Sheet（点击下载）	The Stellaris® Brushless DC (BLDC) Motor Control Reference Design Kit (RDK-BLDC) with Ethernet and CAN contains all the necessary hardware and software for you to design, develop, and integrate your BLDC motor applications.
Stellaris LM3S8971 BLDC Motor Control RDK User's Manual（点击下载）	The Stellaris® Brushless DC (BLDC) Motor Control Reference Design Kit (RDK-BLDC) with Ethernet and CAN contains all the necessary hardware and software for you to design, develop, and integrate your BLDC motor applications.
用户指南TMS320C2000 Motor Control Primer（点击下载）	Using the TMS320C2000 DMC to Build Control Systems

　　无刷直流(BLDC) 电机可以想象成与刷式直流电机截然相反，其中永久磁性在转子上，而绕线在定子上。因此，该电机没有刷子和换向器，消除了与刷式直流电机产生火花相关的劣势。

　　该电机被称为直流电机，是因为其线圈通过直流电源驱动，而直流电源是按预定顺序的形式应用到不同的定子线圈。这一过程称为换向。但是，BLDC 并不恰当，因为该电机实际上属于交流电机。在电路循环过程中，每个线圈中的电流正负交替。定子一般是凸极结构，旨在产生梯形反电动势波形，尽可能符合所应用的换向电压波形。但是实际上很难做到，产生的反电动势波形通常更像正弦，而非梯形。因此，PMSM 电机使用的许多控制技术（如场定向控制）同样适用于BLDC 电机。

　　对BLDC 电机的另一个误解是关于其如何驱动。不同于开环步进应用中驱动的定子线圈决定转子位置，在BLDC 电机中，转子位置决定要驱动哪个定子线圈。定子磁通矢量位置必须与转子磁通矢量位置保持同步（而非相反），以使电机操作顺畅。要实现这一目的，需要了解转子位置来确定要驱动的定子线圈。现有多种技术可实现这一目的，但最常用的技术是使用霍尔效应传感器监控转子位置。遗憾的是，这些传感器及其相关连接器和线束会增加系统成本，并降低可靠性。

　　为减少这些问题，已有多种技术开发出来用于消除这些传感器，进而实现无传感器操作。多数技术依靠在电机旋转时，从定子绕线的反电动势波形中提取位置信息。但是，依靠反电动势传感的技术在电机旋转缓慢或静止时便无用武之地，因为此时反电动势波形很弱或根本不存在。因此，我们不断开发新技术，以在低转速或零转速时从其它信号中获取转子位置信息。

　　BLDC 电机在效率额定值方面占绝对优势，一般可达到95% 左右。当前对新非晶合金材料的研究正在将这一数字推向新高。已有报道称100W 范围内效率为96%。BLDC 电机还在争夺“世界最快电机”之称，部分电机速度可达到数十万RPM（其中一项应用中已报道400K RPM）。

　　最常用的BLDC 电机拓扑使用3 相定子结构。因此，标准的6 晶体管反向器是最常用的功率级，如图所示。根据运行要求（含传感器与无传感器、换向与正弦、PWM 与SVM 等），有很多方法可驱动晶体管来达到所需目标，不胜枚举。这对一般位于微处理器中的PWM 发生器的灵活性提出了极高要求。好消息是，TI 的电机控制处理器可轻松满足这些要求。