成本经济的低噪声有刷直流电机控制解决方案(06-100)

　　有刷直流(BDC)电机广泛被用于多种应用中，包括许多小型设备和小家电。传统上，小型设备/家电市场采用模拟控制方法来驱动BDC电机。低成本单片机解决方案为BDC电机控制带来方法的重大革新。BDC电机结合带有智能的单片机即增强了此类小型设备的功能，同时又提高了能源效率。

　　本文描述了BDC电机的基本工作原理和应用。此外，本文还给出了采用单片机的一种低成本实用BDC电机控制方案。在BDC电机中采用高效的单片机设计可以获得运行噪声小、速度和扭矩控制精度高的低成本解决方案。

　　有刷直流(BDC)电机的工作原理

　　图1示出的是BDC电机的基本构造。图中画出的组件包括定子、转子、电刷和换向器。定子和转子磁场相互作用驱动电机旋转。有刷直流电机的类型根据电机定子或外壳中磁场的产生方式来划分。根据有刷直流电机的类型，定子磁场可以由永磁铁或定子中的绕组产生。对于后一种情况，定子绕组与转子绕组可以是并行、串行、或混合方式连接。这三种有刷直流电机分别称为并激电动机、串激电动机和复激电动机。

　　定子产生静止磁场。这一静止磁场围绕在电枢(或称转子)的周围。外加电源激发出电枢磁场。BDC电机轴上还有两个圆弧形的铜片，称为换向片。电机转动时，碳质的电刷在换向器上滑动。这样就可以产生一个与定子的静止磁场相吸引的旋转磁场。电枢和定子绕组中的电流由电池或其它直流电源供给(永磁BDC电机没有定子绕组)。电池(或直流电源)提供恒定的直流电压。电压幅度决定了电机的转速，因此是电池或直流电源是一个线性激励源。改变BDC电机速度的最有效方式是采用脉宽调制(PWM)技术。PWM技术是以固定的频率开关恒压源。改变PWM信号的脉冲宽度可以调节电机的速度。脉冲高低电平间的比例称为PWM信号的占空比。直流电池电平的幅度等于PWM信号的平均幅度。