利用反电势控制无刷驱动器方法和原理
来源：深圳市鑫海文科技有限公司|发布时间：2019-06-18 19:16
无刷驱动器顾名思义，它摒弃了传统的电动机中使用的易磨损的电刷，与改进了装置的可靠性的电子控制器替换它们。此外，无刷驱动器可以制造得比具有相同功率输出的电刷类型更小更轻，使其适用于对大小有要求的应用。
因为无刷驱动器的定子和转子之间没有机械或电接触，所以需要替代布置来指示组件的相对位置以便于电机控制。无刷驱动器使用两种方法中的一种来实现这一点，使用霍尔传感器或测量反电动势。之前的文章已经考虑了基于霍尔效应传感器的控制（例如，参见TechZone文章“在BLDC系统中使用闭环控制”）;本文详细介绍了替代的反电动势方法。
无刷驱动器取消传感器
无刷驱动器消除了构成传统装置机械换向器的磨损部件（提高了可靠性）。此外，无刷驱动器提供高扭矩/电机尺寸比，快速动态响应和几乎无声的操作。
BLDC电动机被归类为同步装置，因为定子和转子的磁场以相同的频率旋转。定子包括钢制叠片，轴向开槽以沿内周边容纳偶数个绕组。转子由具有2至8个NS极对的永磁体构成。
无刷驱动器的电子换向器依次激励定子线圈，产生旋转电场，使转子“绕”转动。通过确保线圈在恰当的时间被激励来实现高效操作。
传感器运行良好，但增加了成本，增加了复杂性（由于额外的布线），并降低了可靠性（部分原因是传感器连接器容易受到污垢和湿气的污染）。无传感器控制解决了这些缺点。
如何利用反电动势控制无刷驱动器
电动机的绕组在切割磁场线时起到发电机的作用。在绕组中产生电势，以伏特为单位测量并称为电动势（EMF）。根据伦茨定律，该EMF产生的次级磁场与磁通量的原始变化相反，从而驱动电机的旋转。简单来说，EMF可以抵抗电机的自然运动，被称为“背”EMF。对于给定的固定磁通量和绕组数量的电动机，EMF的大小与转子的角速度成比例。
无刷驱动器制造商指定一个称为反电动势常数的参数，可用于估算给定速度的反电动势。可以通过从电源电压中减去反EMF值来计算绕组上的电位。电动机的设计使得当它们以额定速度运行时，反电动势和电源电压之间的电位差将使电动机吸收额定电流并提供额定转矩。
将电动机驱动超过额定速度会大大增加反电动势，减小绕组两端的电位差，从而减小电流并降低转矩。更快地推动电动机将导致反电动势（加上电动机损耗）与电源电压完全相等-此时电流和转矩都将等于零。
由于反电动势会降低电机的转矩，有时会被认为是一个缺点，但是，对于无刷驱动器，工程师已经将这种现象转化为它们的好处。
用于三相BLDC电动机的换向序列的每个级通过正向激励其中一个绕组，第二个负向地激励并且使第三个绕组断开来实现。
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