无传感器、无电刷的电动机控制设计实现

　　必须的工作

　　在两类电动机情况来看，检测转子位置是电动机必须的工作，而霍尔传感器就是传统的解决方案。可是，这却加添材料成本，需额外的连线，以及代表多一个故障机制；断线或传感器失效令电动机停止，在维修而言这是昂贵的支出，一般会导致差劣的市场洞察力，又增加在工业应用上拥肿的成本。

　　另一缺点，使用霍尔传感器造出精确的速度控制，通常需要更昂贵的正交编码器或测速发电机，因此，创造一个无传感器方案，从而免除对霍尔传感器和相连电路的需求和依赖，祈望降低成本，加强以变速电动机驱动为特色的电器的可靠性和寿命。

图3. FCBS0550 550V MOSFET逆变器模块，备有独立负线，支援单引脚电流*。

　　要进行无传感器控制必须在电动机正在运行之时以其他的测量方法间接取得转子位置数据。就这两类电动机来讲，这要由转子在每一定子相中的感应来测量或估计反电动势（BACK emf），在无电刷直流电动机中，其中一相总是被关闭，这样便可利用反电动势测量和零交点检测来计算正确的相开关时间和形式。

　　在永磁同步电动机中，必须估计反电动势波形，然後利用反三角函数取出转子数据。在实际当中不少的干扰影响也叠加在定子电压波形上，须先行将之滤出，才可以抽出在数据中所包含的转子位置资料。在实现无传感器电动机控制上DSP是完全符合高速运算要求的最佳之选。

　　数字信号控制器

　　FREESCALE近来推出56F8000数字信号控制器（Digital Signal CONTROLler）系列，此是把DSP功能与微控制器式的管理结合为一体。56F8000建基於一个高性能16 bit核芯，有32MIPS的操作速度，并装备有大量的外围服务应用程序，包括电动机控制和众多其他功能，譬如在图2中所示的56F8013就是使到电动机控制应用达至最优化，并包括以下的外围设备∶

　　—三相PWM模块，有15 bit分辨能力和一组可编程的故障和配置

　　—12 bit ADC，准许有同时转换和比如零交点检测。

　　—时间器模块，有16 bit分辨率和多通道结构，可用作速度或时间计算。