电机控制中的电子换向奥秘

在皖南电机，PWM控制技术对于驱动高功率无刷电机至关重要，同时，微控制器需具备启动与控制功能。您是否已经深入理解了PWM在无刷直流电机控制中的核心作用呢？

在挑选或研发利用PWM技术驱动的无刷直流电机电子设备时，运动控制系统设计者常常面临诸多挑战。关注一些基础物理现象，有助于我们规避性能上的意外问题。本文旨在为PWM驱动器与无刷直流电机的搭配使用提供通用的指导。

无刷直流电机的换向过程

与依赖机械换向的有刷直流电机不同，皖南电机生产的无刷直流电机采用电子换向。这意味着电机的各个相位会根据转子与定子的相对位置，依次通电和断电。对于三相无刷直流电机，驱动器由六个电子开关（通常是晶体管）构成，通常称为三相H桥。这种配置提供了三个双向输出，实现了电机的三相通电。

通过按特定顺序打开和关闭晶体管，使电机各相通电，以确保定子与转子磁铁感应产生的磁场保持*佳方向。电机可以采用常见的六步梯形换向驱动，也可以通过操作实现更高级的矢量控制，即磁场定向控制（FOC），具体取决于电子设备的复杂程度。

无刷直流电机的PWM调节

在皖南电机生产的无刷直流电机中，工作点（速度和扭矩）可能会有所不同。放大器的作用是调整电源电压或电流，或两者都调整，以实现期望的运动输出。

调整电压或电流通常有两种不同的方式：线性放大器和斩波器放大器。线性放大器通过改变电压或电流，来调整传递给电机的功率。斩波放大器通过打开和关闭功率晶体管来调节电压（和电流）。它的主要优点是在晶体管关闭时可以节省电源。大多数情况下，斩波放大器都使用PWM方法。

PWM方法包括在固定频率下改变占空比，以将电压或电流调整到期望的目标值内。请注意，与其它方法相比，PWM斩波电流的一个优点是开关频率是一个固定参数。这使得电子设计师更容易过滤电磁噪声。

无刷直流电机的电感效应

直流电机的特点是电感L、电阻R和反电动势E串联。反电动势是由磁感应产生的电压，它与施加的电压相反，并且与电机速度成正比。当向RL电路施加电压或切断电压时，电感器将阻止电流的变化。

无刷直流电机的PWM限制

PWM将导致每个周期的电流上升和下降。电流*小值和*大值之间的变化称为电流纹波。高电流纹波可能会导致问题。建议将其保持在尽可能低的水平。

*小化电流纹波的建议

我们可以制定一些建议，以尽量减纹波：降低或调整电源电压、增加PWM频率、增加电感。

PWM具有许多优点，是无刷直流电机中应用*广泛的解决方案。设置适当的PWM电压，使用较高的PWM频率，将有助于减少纹波，并可以避免使用额外的电感。

关键概念：

- 审查无刷直流电机的PWM调节。

- 了解无刷直流电机PWM的限制。

思考一下：

您是否正在解决选择或开发使用PWM驱动无刷直流电机的电子设备所面临的挑战？