【導讀】消費者對功率、可靠性、功能性和性能的需求不斷上升，推動著電子設備（包括剪草機、冰箱
、真空吸塵器
、汽車等）的快速發展。製造商希望實現全方位交付。電機控製在兌現這些承諾方麵發揮著主要作用，而了解基本原理是實現這一目標的第一步。

本博文包含節選自 《電機控製基礎lDummies 》電子書的摘錄，同時介紹了無刷直流 (BLDC) 電機管理的電機控製關鍵要素
，以及如何在降低成本、節省空間和提高性能的同時，提高電機效率。您可以在 Qorvo 設計中心的電子讀物部分下載整本書。

以下是本電子書中的一些亮點：

1. 不同的電機類型

當今可用的幾種電機控製拓撲結構：有刷、無刷直流 (BLDC)、步進和電感。BLDC 和永磁同步電機 (PMSM) 是兩種最密切相關的無刷電機類型。

電機控製基礎Dummies

無刷電機無需使用電機電刷，因而廣泛用於當今的許多應用中。這些 BLDC 拓撲結構使用換向邏輯來移動轉子，從而提高電機的效率和可靠性。

有刷電機中的換向由電刷/換向器接口實現。該接口會產生摩擦和電弧，隨著時間的推移會降低電刷的性能。這種摩擦會產生熱量並縮短電機的使用壽命。

與有刷電機相比，BLDC 電機有許多優點。它們更節能、更小巧
、更輕便
、更安靜、更可靠
、更耐用。此外，它們還提供精確的速度控製，更適合變速應用。  

2. 了解 BLDC 和 PMSM 類型的電機

BLDC 和 PMSM 電(dian)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)與(yu)同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)相(xiang)同(tong)。轉(zhuan)子(zi)在(zai)每(mei)次(ci)換(huan)向(xiang)時(shi)都(dou)會(hui)繼(ji)續(xu)跟(gen)隨(sui)定(ding)子(zi)轉(zhuan)動(dong)，所(suo)以(yi)電(dian)機(ji)能(neng)夠(gou)持(chi)續(xu)運(yun)轉(zhuan)。然(ran)而(er)，這(zhe)兩(liang)種(zhong)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)的(de)定(ding)子(zi)繞(rao)組(zu)采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)幾(ji)何(he)形(xing)狀(zhuang)
，因(yin)此(ci)可(ke)產(chan)生(sheng)不(bu)同(tong)的(de)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi) (BEMF) 響應。BLDC BEFM 為梯形。PMSM 電機的 BEMF 則為正弦曲線形

，因此線圈繞組以正弦方式纏繞。為最大限度地提高性能，這些電極通常采用正弦波換向。

BLDC 和 PMSM 電機在運行時通過其繞組產生電動勢。在任何電機中
，由於運動，產生的 EMF 稱為反電動勢 (BEMF)，這是因為電機中感應的電動勢與發電機的電動勢相反。 

3. 磁場定向控製說明

為實現控製 PMSM 電機的正弦波形，需要使用磁場定向控製 (FOC) 算法。FOC 通常用於最大限度地提高 PMSM 三相電機的效率。與 BLDC 的梯形控製器相比，PMSM 的正弦控製器更為複雜，成本也更高。然而
，成本的增加也帶來了一些優勢，如減少了電流波形中的噪聲和諧波。BLDC 的主要優勢是更易於控製。最後，最好根據應用需求來選擇電機。 

4. 帶傳感器和不帶傳感器的 BLDC 和 PMSM 電機

BLDC 和 PMSM dianjikedaichuanganqi，yekebudaichuanganqi。daichuanganqidedianjishiyongyuxuyaozaifuzaitiaojianxiaqidongdianjideyingyong。zhexiedianjishiyonghuoerchuanganqi
，chuanganqiqianrudianjidingzizhong。congbenzhishangshuo，chuanganqijiushiyizhongkaiguan，qishuzishuchudengtongyujiancedaodecichangjixing。dianjidemeigexiangdouxuyaoshiyongyigedandudehuoerchuanganqi。yinci，sanxiangdianjixuyaosangehuoerchuanganqi。budaichuanganqidedianjixuyaojiangdianjiyongzuochuanganqi，caiyongsuanfalaiyunxing。tamenyilaiyu BEMF 信息。通過對 BEMF jinxingcaiyang，ketuiduanchuzhuanzideweizhi，congerwuxushiyongjiyuyingjiandechuanganqi。wulundianjidetuopujiegouruhe，kongzhizhexiejiqixuyaolejiezhuanziweizhi，zheyangdianjicainengyouxiaohuanxiang。

5. 電機控製軟件算法

如今，計算機程序之類的軟件算法（即為執行具體任務而設計的一組指令）開始用於控製 BLDC 和 PMSM 電機。這些軟件算法通過監控電機運行來提高電機效率，降低運行成本。算法中的一些主要功能包括電機初始化、霍爾傳感器位置檢測以及用於提高或降低電流基準的開關信號檢查。 

6. 控製器如何處理電機傳感器信息

三相 BLDC 電機具有 6 種狀態。如下圖所示
，三位代碼可用於表示 1 至 6 之間的操作碼編號。傳感器用於通過 8 個操作碼中的 6 個操作碼（1 至 6）提供三位數據輸出。該信息非常有用

，因為控製器可確定何時發出了非法操作碼，並根據合法操作碼（1 至 6）執(zhi)行(xing)操(cao)作(zuo)。如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)，算(suan)法(fa)獲(huo)取(qu)霍(huo)爾(er)傳(chuan)感(gan)器(qi)操(cao)作(zuo)碼(ma)

，並(bing)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)解(jie)碼(ma)。當(dang)霍(huo)爾(er)傳(chuan)感(gan)器(qi)操(cao)作(zuo)碼(ma)值(zhi)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)，控(kong)製(zhi)器(qi)就(jiu)會(hui)改(gai)變(bian)送(song)電(dian)方(fang)案(an)，以(yi)實(shi)現(xian)換(huan)向(xiang)。微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)使(shi)用(yong)操(cao)作(zuo)碼(ma)從(cong)查(zha)找(zhao)表(biao)中(zhong)提(ti)取(qu)送(song)電(dian)信(xin)息(xi)。在(zai)使(shi)用(yong)新(xin)的(de)扇(shan)區(qu)命(ming)令(ling)給(gei)三(san)相(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)送(song)電(dian)後(hou)，磁(ci)場(chang)轉(zhuan)移(yi)至(zhi)新(xin)位(wei)置(zhi)
，同(tong)時(shi)推(tui)動(dong)著(zhe)轉(zhuan)子(zi)沿(yan)著(zhe)移(yi)動(dong)方(fang)向(xiang)運(yun)動(dong)。電(dian)機(ji)運(yun)轉(zhuan)時(shi)會(hui)不(bu)斷(duan)重(zhong)複(fu)此(ci)過(guo)程(cheng)。

以上內容節選自 Qorvo Motor Control For Dummies。歡迎大家下載我們的免費電子讀物
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