無刷直流電機如何控制？

高功率無刷電機必須由PWM控制，并要求微控制器提供啟動和控制功能。那您了解PWM 在無刷直流電機控制中的作用嗎？

當選擇或開發(fā)使用脈寬調(diào)制（PWM）驅(qū)動無刷直流電機的電子設備時，運動控制系統(tǒng)設計人員經(jīng)常會面臨挑戰(zhàn)。注意一些基本的物理現(xiàn)象，可以避免意外的性能問題。本文為PWM驅(qū)動器與無刷直流電機配合使用提供了通用指導。

無刷直流電機的換向

有刷直流電機使用機械換向，無刷直流電機與此不同，采用電子換向。這意味著電機的相位，根據(jù)轉(zhuǎn)子相對于定子的位置依次通電和斷電。對于三相無刷直流電機，驅(qū)動器由六個電子開關(guān)（通常為晶體管）組成，通常稱為三相H 橋。此配置允許三個雙向輸出，為電機的三相通電。

按特定順序打開和關(guān)閉晶體管，使電機各相通電，以確保定子與轉(zhuǎn)子磁鐵感應所產(chǎn)生的磁場保持****方向。

電機可以采用廣泛使用的六步梯形換向驅(qū)動，也可以通過操作實現(xiàn)更先進的矢量控制，也稱為磁場定向控制（FOC），具體取決于電子設備的復雜程度。

無刷直流電機的PWM調(diào)節(jié)

在有刷或無刷直流電機中，應用的工作點（速度和扭矩）可能會有所不同。放大器的作用是改變電源電壓或電流，或兩者都改變，以實現(xiàn)期望的運動輸出。

改變電壓或電流通常有兩種不同的方式：

·線性放大器；

·斬波器放大器。

線性放大器通過改變電壓或電流，來調(diào)整傳遞給電機的功率。未輸送至電機的功率被耗散。因此，需要一個大型散熱器來耗散功率，從而增大放大器的尺寸，使其更難以集成到應用中。

斬波放大器通過打開和關(guān)閉功率晶體管來調(diào)節(jié)電壓（和電流）。它的主要優(yōu)點是在晶體管關(guān)閉時可以節(jié)省電源。這有助于節(jié)省應用的電池壽命，減少電子設備產(chǎn)生的熱量，并允許使用尺寸更小的電子設備。大多數(shù)情況下，斬波放大器都使用PWM方法。

PWM 方法包括在固定頻率下改變占空比，以將電壓或電流調(diào)整到期望的目標值內(nèi)。請注意，與其它方法相比，PWM 斬波電流的一個優(yōu)點是開關(guān)頻率是一個固定參數(shù)。這使得電子設計師更容易過濾電磁噪聲。當PWM 晶體管占空比為**** 時，施加到電機上的電壓為母線電壓。當晶體管占空比為50% 時，施加在電機上的平均電壓為母線電壓的一半。當晶體管占空比為0% 時，不會向電機施加電壓。