FOC - BLDC六步换相驱动原理

文章目录

- 1 . 前言
- 2 . 电机旋转原理
- 3 . BLDC特点
- 4 . BLDC反电动势投影位置
- 5 . BLDC换相时刻
- 6 . BLDC换相注意事项
- 7 . 小结

【全文大纲】 : https://blog.csdn.net/Engineer_LU/article/details/135149485

1 . 前言

无刷直流电机在这里区分为两种，一是永磁无刷直流电机(BLDC)，二是永磁同步电机(PMSM)，这两者最主要区别在于前者径向充磁，后者轴向充磁，此篇文章主要讲述永磁无刷直流电机(BLDC)，这里不赘述基础原理，直接上干货

2 . 电机旋转原理

1 . 左手定则，掌心面向N极，四指指向电流方向，大拇指指向的就是洛伦兹力方向，BLDC转子在转，定子固定，当定子给定磁场后，转子就会被迫贴合磁场，由于左手定则是相对线圈导体而言的，因此若以永磁体视角去看，线圈定子不动，则永磁体动，那么转子的方向就与洛伦兹力方向相反
2 . 右手定则，掌心面向N极，大拇指指向运动方向，四指所向为感应电流方向，由于和洛伦兹力方向相反，因此也在电机里称为反电动势，当电机永磁体旋转起来后，线圈感应出反向的电流，以上运动方向都是以线圈作为第一视角来看
3 . 安培定则，四指弯曲握住电流螺旋方向，大拇指指向N极，可以判断电机线圈通电方向对应的磁极方向
4 . 右手螺旋定则，如果只有一根导线穿过磁场，根据感应的电流方向，握住导线，大拇指指向电流方向，四指为周围磁场环绕方向

3 . BLDC特点

1 . 径向充磁
2 . 反电动势成梯形状
3 . 若安装霍尔，HallA位置一般安装在AB相之间，也就是60度，因此霍尔与反电动势偏差30度

4 . BLDC反电动势投影位置

1 . 假设转子已经正方向(逆时针)转起来，若此时转子N对准A相时，反电动势投影在90度，也就是扇区三往扇区二过渡(011→010)
2 . 假设转子已经反方向(顺时针)转起来，若此时转子N对准A相时，反电动势投影在270度，也就是扇区五往扇区四过渡(101→100)

5 . BLDC换相时刻

下图整理出无感，有感的扇区换相点，相信很多人看网上讲解似乎是定子在拉着转子，确实，带霍尔的换相点可以这么想，但是当无感时，要考虑反电动势影响检测扇区的真实性，当延迟30度后再换相，也就变成120度拉，60度推。

在这里插入图片描述

6 . BLDC换相注意事项

1 .无感不能选中间换相是因为例如当前角度在300，设定AC，那么逆时针旋转，此时反电动势投影在刚过扇区1到扇区，此时逆时针正常旋转，但是旋转到0度时，反电动势本应该投影在大于90度临界点，扇区应转为2，但由于此时在AC驱动，A正，C负，靠B感应出正，就一直011，无法变到010扇区2扇区检测一直为3，因此转子旋转继续旋转到与AC矢量对齐30度，但由于惯性会继续冲到60度，此时转子再回拉到30度，此时反转了，因此感应出顺时针的反电动势应投影在扇区5，但是由于此时C输出为负，因此检测到的扇区为1，本来逆时针旋转扇区为1时，希望AB最大力矩拉动，现在转子在30度如果以AB拉动就变成了转子在30度往330度贴近，因此本想逆时针旋转变成了顺时针旋转。
2 . 无感霍尔中，当换相后根据续流引起比较大的di/dt干扰宽度，在程序中换相后避开这段干扰后再检测反电动势，否则误检出反电动势过零点换相导致异常