BLDC高效率无刷直流电机设计矢量控制计算方法.docx

设计矢量控制计算方法（图文并茂解读）一、BLDC矢量控制算法基于矢量的电机控制的一个固有优势是，可以采用同一原理, 选择适合的数学模型去分别控制各种类型的 AC、PM-AC或者 BLDC电机BLDC电机的矢量控制BLDC电机是磁场定向矢量控制的主要 选择采用了 FOC的无刷电机可以获得更高的效率，最高效率可以 达到95%，并且对电机在高速时也十分有效率1、步进电机控制:图7步进电机控制通常采用双向驱动电流，其电机步进由按顺序 切换绕组来实现通常这种步进电机有 3个驱动顺序：① 单相全步进驱动：在这种模式中，其绕组按如下顺序加电，AB/CD/BA/DC （BA表 示绕组AB的加电是反方向进行的）这一顺序被称为单相全步进模式，或者波驱动模式在任何 一个时间，只有一相加电② 双相全步进驱动：在这种模式中，双相一起加电，因此，转子总是在两个极之 间此模式被称为双相全步进，这一模式是两极电机的常态驱动 顺序，可输出的扭矩最大③ 半步进模式：这种模式将单相步进和双相步进结合在一起加电：单相加电， 然后双相加电，然后单相加电…，因此，电机以半步进增量运转这一模式被称为半步进模式，其电机每个励磁的有效步距角 减少了一半，其输出的扭矩也较低。

以上3种模式均可用于反方向转动（逆时针方向），如果顺 序相反则不行通常，步进电机具有多极，以便减小步距角，但是，绕组的 数量和驱动顺序是不变的2、通用DC电机控制算法通用电机的速度控制，特别是采用 2种电路的电机：①相角控制：相角控制是通用电机速度控制的最简单的方法通过 TRIAC的点弧角的变动来控制速度相角控制是非常经济的解决方案，但是，效率不太高，易于 电磁干扰（EMI）ACMain图8：通用电机的相角控制ZERO CROSSING DETECTILTRIACUniversal MotorC Lirrent:SensorRenes asMi-crocontro^-er5p解砂d $酉「孚口「图8表明了相角控制的机理，是TRIAC速度控制的典型应用TRIAC门脉冲的周相移动产生了有效率的电压，从而产生了不同 的电机速度，并且采用了过零交叉检测电路，建立了时序参考， 以延迟门脉冲②PWM斩波控制：PWM控制是通用电机速度控制的，更先进的解决方案在这 一解决方案中，功率MOSFET或者IGBT接通高频整流AC线电 压，进而为电机产生随时间变化的电压AC图9：通用电机的PWM斩波控制RectifiedMotorReMS is MlcfficontroflarCurr*nt Sensorf L. M 、.^n'MOFSET HH/其开关频率范围一般为10-20KHZ，以消除噪声。

这一通用电 机的控制方法可以获得更佳的电流控制和更佳的 EMI性能，因此 效率更咼二、空载时间插入与补充大多数BLDC电机不需要互补的PWM、空载时间插入或空载时 间补偿可能会要求这些特性的BLDC应用仅为高性能BLDC伺服电动 机、正弦波激励式BLDC电机、无刷AC、或PC同步电机控制算法许多不同的控制算法都被用以提供对于 BLDC电机 的控制典型做法是，将功率晶体管用作线性稳压器来控制电机电压 当驱动高功率电机时，这种方法并不实用高功率电机必须采用PWM控制，并要求一个微控制器来提供 起动和控制功能。