無刷直流電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，永磁矩力推動(dòng)電路中有± 自旋轉(zhuǎn)距，經(jīng)電路中斷后轉(zhuǎn)臺(tái)旋回，再次上電時(shí)產(chǎn)生新的自旋轉(zhuǎn)距，從而形成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。該原理以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的小體積，使其應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域極為廣泛。其優(yōu)勢(shì)在于體積小，功率輸出高，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，調(diào)速范圍大，可靠性高。

在極限轉(zhuǎn)速、經(jīng)驗(yàn)調(diào)速中，輸出力矩和功率可得到改進(jìn)，能較快達(dá)到其最終轉(zhuǎn)速，幾乎沒有延時(shí)，因此該電機(jī)擁有很好的運(yùn)行特性。但是在定子I-t特性的變化性上，其精度大大降低，使得較難對(duì)其進(jìn)行定量調(diào)速，而空載時(shí)，I-t特性也不完善，無法保證精度。

無刷直流電機(jī)其基本的原理如下圖所示，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體，通過改變定子上的線圈的電流方向所產(chǎn)生的磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。通過控制通向線圈的電流方向和大小來控制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。

無刷直流電機(jī)由電機(jī)本體、逆變器、位置檢測(cè)器、控制器四部分組成。

無刷直流電機(jī)的三相六臂全橋驅(qū)動(dòng)電路

無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路如圖所示。該電路采用三相六臂全橋驅(qū)動(dòng)方式，采用此方式可以減少電流波動(dòng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使得電機(jī)輸出較大的轉(zhuǎn)矩。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分使用6個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管控制輸出電壓，四軸飛行器中的直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電源電壓為12V.驅(qū)動(dòng)電路中，Q1~Q3采用IR公司的IRFR5305(P溝道)，Q4~Q6為IRFR1205(N溝道)。該場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)藏續(xù)流二極管，為場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷時(shí)提供電流通路，以避免管子的反向擊穿，其典型特性參數(shù)見表1.T1~T3采用PDTC143ET 為場(chǎng)效應(yīng)管提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

由圖1 可知，A1~A3 提供三相全橋上橋臂柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并與ATMEGA16單片機(jī)的硬件PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)相接，通過改變PWM信號(hào)的占空比來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制;B1~B3提供下橋臂柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由單片機(jī)的I/O口直接提供，具有導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)。

無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制采用三相六狀態(tài)控制策略，功率管具有六種觸發(fā)狀態(tài)，每次只有兩個(gè)管子導(dǎo)通，每60°電角度換向一次，若某一時(shí)刻AB相導(dǎo)通時(shí)，C相截至，無電流輸出。單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，利用MOSFET的開關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的通電控制，例如，當(dāng)Q1、Q5打開時(shí)，AB相導(dǎo)通，此時(shí)電流流向?yàn)殡娫凑龢O→Q1→繞組A→繞組B→Q5→電源負(fù)極。類似的，當(dāng)MOSFET打開順序分別為Q1Q5，Q1Q6，Q2Q6，Q2Q4，Q3Q4，Q3Q5時(shí)，只要在合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確換向，就可實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

綜合整理自頭條號(hào)遠(yuǎn)懷、智聯(lián)開發(fā)服務(wù)、 百家號(hào)8點(diǎn)專利數(shù)據(jù)