图

2（a）所示。此时定转子磁场相互作用拖动转子顺时针方向转动。电流流通路

径为：电源正极

→V1 管→A 相绕组→B 相绕组→V6 管→电源负极。当转子转过

60°电角度，到达图 2（b）中位置时，位置传感器输出信号经逻辑变换后使开关
管

V6 截止，V2 导通，此时 V1 仍导通。则绕组 A、C 通电，A 进 C 出，电枢绕组

在空间合成磁场如图

2（b）中 Fa.此时定转子磁场相互作用使转子继续沿顺时

针方向转动。电流流通路径为：电源正极

→V1 管→A 相绕组→C 相绕组→V2 管

→电源负极，依此类推。当转子继续沿顺时针每转过 60°电角度时，功率开关管
的导通逻辑为

3V2→V3V4→V5V4→V5V6→V1V6→V1V2→V3V2→……，则转

子磁场始终受到定子合成磁场的作用并沿顺时针方向连续转动。本设计中的无刷
直流电机是一台额定功率为

1.5 kW,额定转速为 4 000 r/min 的无刷直流电机，供

电为

270 V 直流，根据电机本身特性进行系统及各模块设计。

　　

2 系

统构成
　　图

3

为系统构
成框图。
控制器采
用高性能
的数字信
号处理器

TMS320F2812 作为控制核心，电流采样及位置检测采用了芯片内置模块，实现
了高度的集成化；以高精度霍尔传感器作为系统位置反馈元件；以高精度检测
电阻作为电流反馈元件；构成数字化速度和电流双闭环控制系统。考虑到电机
PWM 驱动信号的载波频率比较高，功率模块选择了 MOSFET  开关管。
　　
　　由图
4 可以看
到这是一
个典型的
双闭环调
速系统，
包括一个
速度调节
环和一个
电流调节环。首先根据检测到的转子位置信号，计算得到电动机的当前转动速度
然后与速度参考值比较得到速度偏差值，经过一个

PID 控制器后得到相应的电

流参考值。该电流参考值与实际的电动机的电流反馈值进行比较，偏差的值经
PID 调节后将生成的 PWM 信号加到电动机的功率驱动主回路上。通过控制功率
管的开通顺序和时间，可改变电动机定子绕组中的电流大小和绕组的导通顺序，
从而实现对直流无刷电动机转速的控制。