无刷直流电机控制器的研制

宋宏彪 尹慧 黄山芳 彭航 许辉

摘要：无刷直流电机去掉了产生很大损耗的机械换相，即电刷和换向器，维修简单，使用寿命长。本文研制了一款无刷直流电机控制器，设计了控制器电源电路，霍尔信号捕获电路，MOS管驱动电路，电流采样电路，反电势端电压检测电路，采用基于反电势的换相方式，编写了无刷直流电机的控制程序，进行了试验验证。试验结果表明，无刷直流电机运行平稳，试验结果与预期相符，对工程实践具有参考价值。

关键词：无刷直流电动机;电子换向;电机控制

1 引言

无刷直流电机实现了不依赖于机械换向结构也能换相的功能，同时具有调速控制良好的直流电机系统的特点和交流电机系统的可靠工作，组件更简单，操作维护更简单。无刷直流电动机的优势如下几点[1]：

（1）将机械换相改成电子换相，降低了噪音。

（2）速度调节范围宽，永远保持全功率运行。

（3）外部特性良好，即使系统低速运转，也能输出比较大的扭矩。

（4）导通相的控制简单。

由于无刷直流电动机需要使用位置传感器，所以它的进一步应用受到了局限。由于硬件重建电动机的中点电压不一定等于实际电动机中点电压，并且无刷直流电机具有漏磁通，波形的峰顶宽度一般小于120°，因此，对位置传感器进行控制在这里产生困难，文献[2-3]提出了一种反电势换相控制方法，可以很好地实现无霍尔传感器控制，本文采用无霍尔传感器软件控制策略，基于反电势换相法实现换相。……