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，所以需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可以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，可以实现电压矢量控制，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可以进行电流（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：编辑：什么鱼 引用地址：无刷直流电机控制的概念及原理

  伦敦大学学院(University College London)最近的一项发现，能够将硬(永久)垂直磁记录转变为软(可擦除)垂直磁记录。研究人员通过使用纵磁场来调制磁畴壁的强度，使磁畴从永久转为可擦除。 伦敦大学学院London Centre for Nanotechnology中心主任Gabriel Aeppli教授表示，将电磁体从永久转变为可擦除需要在磁化方向的正交方向施加一个一个小型磁场，然后使用这个磁场对旋转的磁畴壁的强度进行调制，从而决定电磁体是永久或者是可擦除的。 Aeppli教授透露，使用正交电磁体来转换垂直磁畴壁从硬/永久到软/可擦除是一个新观念，而且只能使用具有很强的各向异性的特定(magnetic

  用于医学和科学应用的磁共振成像(MRI)系统需要一个能够建立一个均匀强磁场的高性能、高功率电感。横向电磁(TEM)谐振器1作为需要磁场强度4.7和9.4T的MRI应用中标准交鸟笼型线的高级替代最近颇受关注。比如，在操作频率为200和400MHz时，横向电磁(TEM)谐振器能够达到比同等鸟笼型线圈引起的改进MRI图像质量更好的磁场同向性和更高的品质因素(Q)。为了支持面向基于耦合微带线的MRI应用的高Q TEM谐振器的分析和设计，作者提出了一个基于使用有限元方法的有效方式。 TEM谐振器和鸟笼型线圈的主要区别是圆柱形屏蔽。屏蔽作为系统的一个活性部分，在内部导线给电流提供一个返回路径。在鸟笼型线圈中，屏蔽是一个和

  电流探头测量电子在导线内运动时生成的磁场。在电流探头的量程规范内，导线周围的磁通场被转换成线性电压输出，可以在示波器或其它测量仪器上显示和分析线性电压输出。电流探头通过把导线*绕在探头磁芯上上，可以地测量磁通场。分芯探头非常方便，电流探头可以夹在导线上，而不必断开连接。实芯电流变压器(CT)是为*安装或半*安装而设计的，它们体积小，提供了非常高的频响，可以测量超快速、低振幅电流脉冲和AC信号。 常见电流探头： 电流探头：一般利用霍尔效应来测试电流信号。测试范围一般为从DC到2G。幅度由1mA到20000A。推荐泰克电流探头：A622、A621. 低电容探头：这是为匹配而设置的探头。这种探头目前市场

  电磁转矩是指在电动机等电磁场中，电流通过线圈产生的磁场与磁场中的磁极相互作用，产生的力矩。这种力矩可以使电动机转动，并且它是电动机产生机械转矩的主要方式之一。 电磁转矩是电动机中最基本、最常见的转矩形式，常见的如直流电机、交流异步电机、交流同步电机等都是通过不同的电磁转矩原理实现转动。电磁转矩大小与电流、磁场强度等有关，因此在设计电机时通常要考虑这些因素并进行合理的匹配。 电磁转矩是电动机旋转磁场各极磁通与转子电流相互作用而在转子上形成的旋转力矩。是电动机将电能转换成机械能最重要的物理量之一 ，仍是阻尼分析与控制的理论基础。 当电枢绕组中有电枢电流流过时，通电的电枢绕组在磁场中将受到电磁力，该力与电机电枢铁心半径之积称

  一、项目概述 1.1 项目摘要 提出了一种利用安装在舰船上的三分量磁传感器进行地磁场测量的构想，解决了在任意的舰船姿态下，消除测量中舰船磁场干扰的问题。该测试仪采用地磁模块来测量磁场的三分量值，采用3轴陀螺仪来进行任意的舰船姿态所包含的横摇，纵摇和航向三种状态信息，对采集到的数据进行计算，从而得到地磁场的三分量值。同时 该模块还包含压力传感器和温度传感器，可以实时检测海面上的气压以及温度情况。 1.2 项目背景/选题动机 测地磁消舰磁 是舰载消磁系统所采用的消磁方法，如果能预先测量出舰船航行海域的地磁场值并建立数据库，那么舰船在航行的过程中就可以根据当地的地磁场值来进行消磁系统的电流调整，从而改善舰

  三分量测量仪的设计 /

  随着社会生产力的发展，需要不断地开发各种新型电动机。新技术新材料的不断涌现，促进了电动机产品的不断推陈出新。无刷直流电机保持着有刷直流电机的优良机械及控制特性，在电磁结构上和有刷直流电机一样，但它的电枢绕组放在定子上，转子上放置永久磁钢。定子采用位置传感器实现电子换相来代替有刷直流电机的电刷和换向器，各相逐次通电产生电流，定子磁场和转子磁极主磁场相互作用产生转矩。和有刷直流电机相比，无刷直流电机由于取消了电机的滑动接触机构，因而消除了故障的主要根源。转子上没有绕组，也就没有了励磁损耗，又由于主磁场是恒定的，因此铁损也是极小的，因而进一步增加了工作的可靠性。 1 无刷直流电机控制原理 无刷直流电机由电动机主体和驱动

  无传感器无刷直流电机控制原理 目前常用的无刷直流电机控制方法可分为开环控制、转速负反馈控制和电压负反馈加电流正反馈控制 等3 类。其中开环控制方式适合于转速精度要求不高的场合，转速负反馈方式适合于机械特性要求比较硬、转速精度比较高的场合，而电压负反馈电流正反馈方式则应用于动态性能要求比较高的场合。对于航模用的无刷直流电机，转速精度要求并不很高，使用开环控制方式就可满足要求。 图1 是无刷直流电机的电路原理图［3］。 采用二相导通星形三相六状态控制策略时，其工作过程如下： wt = 0º 电流：电源（ + ）→T1→U→V→T4→电源（ - ） wt = 60º 电流：电源（ + ）→T1→U→W→T6→

  原理 /

  让测量角度全开！纳芯微推出高精度、具有共模磁场抑制的磁角度传感器NSM301x系列 2022年5月10日－ 纳芯微 全新推出的 霍尔效应角度传感器NSM301x系列芯片 是一种非接触式旋转角度传感器，可用于测量360°旋转角度，在-40°C 至125°C 的环境温度范围内提供精确测量角度，能在最广泛温度和磁场变化范围内保持高精度和稳定性。 该系列基于集成的平面霍尔阵列，将垂直于芯片表面的磁场分量转换为电压信号，经过放大和滤波后进行模数转换转换（ADC），随后将ADC 的输出作为DSP 的CORDIC 算法模块的输入进行处理，以计算磁场矢量的角度和大小，将两极磁铁的角度位置信息通过内部DSP 解算，转化成模拟电压、PWM、S

  抑制的磁角度传感器NSM301x系列 /

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