30|电子制作2023年3月实验研究0引言无刷直流电机是指具有串励直流电机起动特性和并励直流电机调速特性的梯形波/方波直流电机，其基本结构由电机本体、功率驱动电路及位置传感器三者组成[1]。无刷直流电机英文简称BLDC，区别于有刷直流电机，无刷直流电机不使用机械的电刷装置换向，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器检测转子位置，取代碳刷换向器，通过准确的换向逻辑使逆变桥电路驱动定子绕组轮流通电，转子磁极与相电流产生的旋转磁场相互作用，驱动永磁转子运转[2]。1无刷直流电机换向控制方法无刷直流电机的三个绕组连接方式为星型连接，为了使电机的永磁转子旋转，就需要驱动电路产生旋转磁场，且磁场的位置随永磁转子位置变化而变化。如图1所示为基于Matlab2016b/Simulink搭建的桥式驱动主电路。驱动换向主回路开关器件采用IGBT器件，IGBT晶体管器件具有功率双极型晶体管和功率MOSFET的共同优点[3]。桥式驱动主电路通过控制上下桥臂6个IGBT开关管的导通顺序，便可实现直流无刷电机不同的绕组通电，完成六步换向。全桥式驱动电路的导通方式有两种，一种是二二导通，另一种是三三导通，本次采用二二导通方式。图2所示为六步循环驱动换向过程各相上施加电势。六个IGBT器件控制A、B、C相通断，每一瞬间使两个开关同时导通，会有六种组合即AB、AC、BC、CA、CB。每一次切换状态间隔角度为60°，那么每个IGBT器件的开关持续角度为120°。无刷直流电机的三个霍尔位置传感器能够准确地发出IGBT器件的换相信号，三个霍尔位置传感器输出信号相位延迟角为120°。转子磁极位置信号被转变成电平信号，控制系统判定霍尔位置电平信号，依次换相使电枢绕组中的电流信号顺序变化，从而控制定子绕组换相。进而通过气隙形成磁场，带动转子旋转。霍尔位置传感器电平信号与全桥IGBT器件开关的关系如图3所示。无刷直流电机双闭环控制的仿真研究陈斌（西安航天三沃机电设备有限责任公司，陕西西安，710100）摘要：分析了无刷直流电机的换向原理，搭建全桥式驱动主电路，基于Matlab/Simulink软件平台构建双闭环控制系统，通过仿真分析验证无刷直流电机的双闭环控制系统，仿真结果表明该系统具有较好的动态响应和控制性能。关键词：无刷直流电机；双闭环控制；全桥式驱动Pulse1Pulse3Pulse5图1BLDCM主电路原理图1100π/32π/3π4π/35π/32π010ABC霍尔位置传感器霍尔位置信号编码开关状态1011001100100110011.41.63.63.25.25.4正转1100π/32π/3π4π/35π/32...
