无传感器无刷直流电机系统设计 

    摘要：本文介绍了一个无传感器 BLDC（无刷直流电机）系统的结构组成，该系统以
Motorola 的 MC68HC705MC4 作为控制芯片。并详细讨论了系统的硬件构成、无位置传感器

   

系统的控制算法和控制程序的各主要功能模块。 　

    近年来，电力电子技术的飞速发展带动了电机行业新的革命。无位置传感器无刷直流电
机（BLDC）具有无换向火花、无无线电干扰、寿命长、运行可靠、维护简便等有点，而且不
必为一般无刷直流电机所必须的位置传感器带来的对电机体积、成本、制造工艺的较高要

 

求和抗干扰性差问题而担忧，因此应用前景广阔。

    国内外的学者对无位置传感器的无刷直流电机已进行了多年的研究，提出过不少方案。

 

本文所述的方案，是建立在电机定子绕组反电动势检测原理的基础上。

    1. 无传感器 BLDC

 

应用系统结构

    

 

该设计结构简单、成本低。

    2. 

 

系统控制程序设计与讨论

    2.1 

 

控制算法

    

 

控制算法有两种：

    第一种方法是通过计算基于相的反电动势过零点的转换事件。这种方法的不足之处在于：

 

对反馈信号的任何干扰，都可能引起扭矩波动和电机停转。

    为了克服如上问题，提出了第二种方法。在这种方法中，电机按同步电机方式运转，产
生的操作电压保证反电动势与转换一致，相的反电动势过零点将可以保证在一时间段内 ，
不需要计算下一个转换事件，而是直接基于对反电动势的检测进行处理。所以这是一个更
加稳定的运算法则（在有反馈干扰信号的情况下），使电机不会停转，采用这种运算法

 

则，电机速度变化很小。下面简要介绍这一算法的控制流程。

    （1

 

）补偿阶段

    在电机启动前，两相通电的时候，存在一个很短的时间（取决于电机的时间常数），

 

在该时间内，电流控制器保证电流在预定义的范围内，以产生高的启动扭矩。

    （2

 

）抖动阶段

    经过补偿阶段，电机开始启动和抖动直至达到工作速度。电流控制器保证电流不超过最

 

大值。

    反电动势检测技术使得无需传感器就可识别转子的位置，然而起始阶段不能有这种反