Microchip无刷直流（BLDC）电机控制解决方案

发布时间：2013-07-19 阅读量：3544 来源: 我爱方案网作者:

【导读】无刷直流（BLDC）电机也被称为无刷永磁、永磁交流电机和永磁同步电机等。容易产生误解的是无刷直流电机并不是由直流电压源直接驱动的。然而，其基本工作原理与直流电机类似，但无需电刷和换向器，通过控制电子开关线路代替换向器的功能。

无刷直流电机特点：

带永磁体的转子和带绕组的定子
BLDC电机基本上就是内外结构相反的直流电机
无需电刷和换向器，绕组连接到控制电子开关线路
控制电子开关线路代替换向器的功能，导通合适的绕组
绕组按照绕着定子旋转的方式导通
导通的定子绕组超前于转子磁场，当转子与定子同相位时进行开关

工作原理

无刷直流电机不直接由直流电压源驱动。无刷直流电机具有带永磁体的转子和带绕组的定子，并通过电子开关线路进行换向。通常使用三个霍尔传感器来检测转子位置，换向是基于霍尔传感器输入执行的。

电机由矩形波或梯形波电压与给定的转子位置耦合驱动。电压必须正好应用于相位与相位之间，从而使定子磁通量和转子磁通量之间的角度维持在90°左右，以获得最大的转矩。换向对位置传感器的要求非常低，因为每旋转一圈仅需6个脉冲（三相电机）。通常，位置反馈是通过三个霍尔效应传感器与电机的反电动势对齐时获得的。在无传感器控制中，将在换向中使用反电动势过零检测。

BLDC电机控制

输入：

一般为转矩、速度、位置和/或方向输入可以是模拟电压、电位器、开关或数字通信

BLDC电机控制：

用于6步的固件Bit-Bang的基本I/O
用于硬件PWM的三相PWM
用于无传感器控制中的速度检测和
过流检测的比较器
用于速度检测的捕捉/比较/PWM或输入捕捉

反馈：

霍尔效应传感器、光学编码器或反电动势电压

电机设计流程图

电机应用示例：无传感器BLDC

BLDC无传感器电机的关键点：

1、无传感器使成本更低
2、驱动起来更复杂
3、非常适用于无需电机启动和停止的应用
4、更适用于必须周期性停止电机的应用

PIC18 MCU或dsPIC DSC的A/D用于采样电机的相电压。 CPU根据电压确定转子的位置，并驱动电机控制PWM模块以产生用于三相逆变器电路的梯形波输出信号。

无刷直流电机应用笔记：无刷风扇控制

特点：

1、内置5V稳压器和片上比较器以降低系统成本
2、转子位置由连接到片上比较器的霍尔效应传感器确定
3、增强型捕捉/比较/PWM（ECCP）模块采用反馈信息来驱动电机，方法是通过将PWM信号设置到合适的电机相位。
4、可将温度传感器输入用于创建独特的风扇速度配置文件
5、应用程序可向主机设备提供数字状态信息

应用

防盗系统
光盘驱动伺服
节流阀控制
燃油泵
油泵

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