利用反電勢控制無刷驅動器方法和原理
來源：深圳市鑫海文科技有限公司|發布時間：2019-06-18 19:16
無刷驅動器顧名思義，它摒棄了傳統的電動機中使用的易磨損的電刷，與改進了裝置的可靠性的電子控制器替換它們。此外，無刷驅動器可以制造得比具有相同功率輸出的電刷類型更小更輕，使其適用于對大小有要求的應用。
因為無刷驅動器的定子和轉子之間沒有機械或電接觸，所以需要替代布置來指示組件的相對位置以便于電機控制。無刷驅動器使用兩種方法中的一種來實現這一點，使用霍爾傳感器或測量反電動勢。之前的文章已經考慮了基于霍爾效應傳感器的控制（例如，參見TechZone文章“在BLDC系統中使用閉環控制”）;本文詳細介紹了替代的反電動勢方法。
無刷驅動器取消傳感器
無刷驅動器消除了構成傳統裝置機械換向器的磨損部件（提高了可靠性）。此外，無刷驅動器提供高扭矩/電機尺寸比，快速動態響應和幾乎無聲的操作。
BLDC電動機被歸類為同步裝置，因為定子和轉子的磁場以相同的頻率旋轉。定子包括鋼制疊片，軸向開槽以沿內周邊容納偶數個繞組。轉子由具有2至8個NS極對的永磁體構成。
無刷驅動器的電子換向器依次激勵定子線圈，產生旋轉電場，使轉子“繞”轉動。通過確保線圈在恰當的時間被激勵來實現高效操作。
傳感器運行良好，但增加了成本，增加了復雜性（由于額外的布線），并降低了可靠性（部分原因是傳感器連接器容易受到污垢和濕氣的污染）。無傳感器控制解決了這些缺點。
如何利用反電動勢控制無刷驅動器
電動機的繞組在切割磁場線時起到發電機的作用。在繞組中產生電勢，以伏特為單位測量并稱為電動勢（EMF）。根據倫茨定律，該EMF產生的次級磁場與磁通量的原始變化相反，從而驅動電機的旋轉。簡單來說，EMF可以抵抗電機的自然運動，被稱為“背”EMF。對于給定的固定磁通量和繞組數量的電動機，EMF的大小與轉子的角速度成比例。
無刷驅動器制造商指定一個稱為反電動勢常數的參數，可用于估算給定速度的反電動勢。可以通過從電源電壓中減去反EMF值來計算繞組上的電位。電動機的設計使得當它們以額定速度運行時，反電動勢和電源電壓之間的電位差將使電動機吸收額定電流并提供額定轉矩。
將電動機驅動超過額定速度會大大增加反電動勢，減小繞組兩端的電位差，從而減小電流并降低轉矩。更快地推動電動機將導致反電動勢（加上電動機損耗）與電源電壓完全相等-此時電流和轉矩都將等于零。
由于反電動勢會降低電機的轉矩，有時會被認為是一個缺點，但是，對于無刷驅動器，工程師已經將這種現象轉化為它們的好處。
用于三相BLDC電動機的換向序列的每個級通過正向激勵其中一個繞組，第二個負向地激勵并且使第三個繞組斷開來實現。
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