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无刷直流电机的梯形控制

发布时间：2022-11-21 00:00:00 浏览：1678次

梯形控制是无刷直流(以下简称“BLDC”)电机最简单的控制方法之一，它施加方波电流，使电机相位与BLDC电机的梯形反电动势波形对齐，以获得最佳转矩。BLDC 的梯形控制适用于白家电、制冷压缩机、暖通空调(HVAC)鼓风机、冷凝器、工业驱动、泵和机器人等多种应用电机控制系统设计。

构成驱动电机的三相逆变器的MOSFET具有六种开/关状态组合，从而在转子磁场的旋转平面内产生六种可能的定子磁场方向。因此，该方法也称为六步法或120°块换向。根据电机的所需旋转方向，六种可能的逆变器状态必须遵循特定的顺序，以便定子和转子磁场方向布置产生最大转矩。转子位置反馈通常通过安装在电机上的霍尔传感器(有传感器)或通过在旋转时(无传感器)感测电机相位的反电动势来实现，从而确定适当的换向时序。

图1：霍尔传感器换向时序图

有传感器式梯形控制不需要任何电压或电流反馈信号即可运行。它使用来自霍尔传感器的位置反馈来确定为电机各相位通电的正确顺序。安装在电机上的霍尔传感器通过转子永磁体旋转磁场产生的霍尔效应来感测转子位置。即使在启动时，也可以进行适当的换向，因为即使在零速下，转子位置信息也存在。

图2：有传感器式电机梯形控制系统框图

无传感器的梯形控制使用电机旋转产生的反电动势来确定适当的电机换向顺序。对于梯形控制，一次只能通电两个电机相位。由于非通电相位中没有电流流动，因此此时可以直接感测反电动势。在非通电阶段，反电动势呈线性增加或减少。大多数用于梯形控制的反电动势位置反馈技术都依赖于涉及反电动势过零检测(ZCD)的方法。监测反电动势，以确定它何时越过参考点——电机中性电压或直流总线电压的一半。