无刷直流电机控制的概念及原理

  如果需要电机转动起来，需要给电机转子一个旋转的磁场。对于三相无刷直流电机来说，直流电压源只为三相逆变器提供恒定电压，所以要通过三相逆变器将直流电转换成三相电流，依次为不同线圈对通电。

  BLDC电机通过下图所示三相逆变器电路能实现电机的换向逻辑，实质上就是通过控制Q0~Q5开关的导通和切断，来控制右侧A、B、C三相电机定子上产生所需要的正弦电压，那么我们需要控制的也就是这六个开关的开关周期。这里涉及到了一个算法，后面我们会讲到，就是空调矢量脉宽调制（SVPWM）。

  下图的BLDC电机在非驱动端的定子中嵌入了三个霍尔传感器。上文我们讲到了，当电机每转过60个电角度，其中一个霍尔传感器就会改变状态。所以完成一个点周期需要六步。

  这里我们需要引入反电动势的概念。当电机转动时，每个线圈绕组都会产生反电动势，根据楞次定律（来拒去留，增缩减扩），该电动势的方向与线圈绕组的电压相反，这个反电动势的极性与励磁电压相反。

  我们可以看到每当电机发生换向时，即霍尔传感器信号发生跳变，都有一个绕组为正电，一个绕组为负电，一个绕组保持开路。这时候反电动势的电压极性从正变为负或从负变为正，即反电动势经过零值。这就是我们通过识别反电动势过零点，来识别转速位置换向的过程。

  简单来说，BLDC电机有两种控制方法：六步换向方波控制，磁场定向控制法（FOC）。

  BLDC电机和永磁同步电机（PMSM）的结构大同小异，一般来说PMSM电机的控制通常只用磁场定向控制法。

  六步换向方波控制方法比磁场定向控制法更简单，每次只有两相通电，不需要进行Park和Clark变换。但是六步换向方波控制存在比较大的转矩脉动，并且会有比较大的噪音。这里我们只讲磁场定向控制法。

  磁场定向控制 (FOC) 是一种高性能交流电机控制策略，能轻松实现电压矢量控制，从而实现了电机定子磁场的矢量控制，能够保证定子磁场与转子磁场时刻保持在90°，实现一定电流下最大的转矩输出。FOC的低速模式控制性能较好（性能好坏取决于速度反馈方式），正反向切换性能优异，并且FOC能够直接进行电流（力矩）、速度、角度三个闭环控制。采用正弦波控制，噪音会比方波控制小很多。关键字：引用地址：无刷直流电机控制的概念及原理

  全球半导体解决方案供应商瑞萨电子集团宣布，推出两款系统级封装（SiP）解决方案，扩展电机控制解决方案组合，并简化无刷直流（BLDC）电机控制设计，适用于各类无线电池供电应用系统，如电动工具、无人机、水泵、吸尘器、扫地机器人、风扇等。与同类解决方案相比，全新RAJ306001和RAJ306010电机驱动IC将多种功能整合至同一SiP解决方案，实现更好的低速或非常快速地旋转与高扭矩控制，同时最大限度减少占板面积并减少相关成本，从而为简单、高效且安全的BLDC电机控制提供交钥匙解决方案。 RAJ306001和RAJ306010是单封装电机控制IC，可控制大范围的应用于各类电池供电设备中的三相BLDC电机。全新IC将RL78/G1F微控制器（MC

  磁电阻（GMR）效应是1988年发现的一种磁致电阻效应，由于相对于传统的磁电阻效应大一个数量级以上，因此名为巨磁电阻(Giant Magnetoresistanc)，简称GMR。 1. 巨磁电阻（GMR）原理，见图一。 巨磁电阻（GMR）效应来自于载流电子的不同自旋状态与磁场的作用不同，从而导致的电阻值的变化。这种效应只有在纳米尺度的薄膜结构中才能观测出来。赋以特殊的结构设计这种效应还能调整以适应任何不同的性能需要。 反铁磁耦合时（外加磁场为0）处于高阻态的导电输出特性，电阻：R1/2 外加磁场使该磁性多层薄膜处于饱和状态时（相邻磁性层磁矩平行分布），而电阻处于低阻态的导电输出特性，电阻：R2*R3/（R2

  1 引言 随着科学技术的发展，嵌入式操作系统在慢慢的变多的领域发挥着重要的作用，目前已成为产品技术水平的标志之一。其中Linux因为其拥有开放性、多用户、多任务、良好的用户界面、丰富的网络功能、可靠的系统安全和良好的可移植等特性被广泛的应用到仪器测量设备中。 传统的磁场测量设备(持斯拉计、高斯计)都会存在精度低(典型测量精度为1．5％)、操作不便等缺点。本文提出一种基于嵌入式Linux的中频磁场测量系统，它不仅能满足当前磁场测量数据采集的需要，还因为其嵌入了操作系统Linux，使具有可靠性好、升级方便的特点，既提高了磁场测量的准确性，又为仪器的功能升级带来便利。可应用于实验室仪器，医疗仪器，姿态控制，安全检测等需磁场检测的领域。

  测量系统的设计 /

  摘要：介绍了无刷直流电机控制器专用集成芯片UCC3626的内部结构、功能特点和基础原理，给出了采用UCC3626和IR2110构成三相无刷直流电机速度控制电路的设计方法。 关键字：无刷直流电机；速度控制；UCC3626 0 引言 无刷直流电机是以电子换向替代电刷换向的一种新型直流电动机，具有调速范围宽，控制特性好，可靠性高，维护方便，无换向火花和无无线电干扰等优点，因而得到普遍地应用。 UCC3626是TI公司生产的三相无刷直流电机控制器集成芯片，它可为无刷直流电机提供高性能的三相、两象限或四象限控制器所需的设计功能，并可从转子位置输入信号解码，从而输出六个控制信号以驱动外部的功率开关器件。其内部的三角波振荡器和比较器、

  器UCC3626的原理及应用 /

  电机驱动能效不论提高多少，都会节省大量的电能，这就是市场对先进的电机控制算法的兴趣日浓的部分原因。三相无刷电机主要指是交流感应异步电机和永磁同步电机。这些电机以能效高、可靠性高、维护成本低、产品成本低和静音工作而著称。感应电机已在水泵或风扇等工业应用中得到普遍应用，并正在与永磁同步电机一起充斥家电、空调、汽车或伺服驱动器等市场。推动三相无刷电机发展的根本原因有：电子元器件的价格降低，实现复杂的控制策略以克服本身较差的动态性能成为可能。 以异步电机为例。简单的设计需要给定子施加三个120°相移的正弦波电压，这些绕组的排列方式能够产生一种旋转磁通量。利用变压器效应，这个磁通量在转子笼内感应出一股电流，然后产生转子磁通量。就是这两种磁通

  以下是世界卫生组织网站公布的关于距家用电器不同位置磁场强度的一组监测数据： 距家用电器不同位置的磁场强度（μT）] 家用电器距3厘米距30厘米 距1米 电吹风6-2000，0.01-7，0.01-0.03 电动剃须刀15-1500， 0.08-9 ， 0.01-0.03 吸尘器 200-800 ， 2-20 ， 0.13-2 荧光灯 40-400， 0.5-2 ， 0.02-0.25 微波炉 73-200 ， 4-8 ， 0.25-06 便捷收音机 16-56， 1 ，

  据外媒报道，Elmos推出的E523.06是一款无刷直流电机的系统芯片，由12V车载电子系统的栅极驱动器（门驱动器，gate driver）与一块16位的CPU芯片组成，最多可控制3个通道金属氧化半导体（NMOS）半桥（half bridges）、直流电机或其他负载。该CPU架构及电机外设驱动器（motor driver peripherals）均进行过优化，适用于应用单电阻磁场定向控制管理系统（Field Oriented Control）进程。 集成电路可计算出电机位置及换流时间（commutation times），无需增置霍尔传感器（Hall sensors），分流器成为外部电流所用的唯一测量元件。该模块所含电流可有效防止过

  1 前言 随着汽车部件的电动化、自动化程度逐步的提升和对汽车电机的噪声、电磁兼容、效率的高要求 , 永磁无刷直流电机正在慢慢地替代有刷的永磁直流电机 。永磁无刷电机具有体积小、寿命长、效率高、结构相对比较简单、可靠性好等优点 , 利用它作为汽车部件的驱动执行元件可有效地提高汽车部件的性能。例如在 Freightliner 公司的 M2 系列商务车上 , 采用无刷电机驱动其空调系统的鼓风机 , 更好地调节了送风速度 。 由于汽车总线技术的日趋成熟 , 汽车内多个电机单元的控制方式正从传统的集中式线束控制向分布式总线控制转变。分布式总线控制能够大大减少线束 , 减少相关成本 , 便于各个电机控制单元和车内其它电控单元一起形成一个综合协

  Advanced Engineering Electromagnetics

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