應(yīng)用中，有刷直流電機(jī)和無刷直流電機(jī)各占據(jù)了半壁江山，有刷直流電機(jī)以低成本、控制簡單、扭矩大為特點，被廣泛應(yīng)用，而無刷直流電機(jī)一直被認(rèn)為成本高、控制復(fù)雜，那么無刷直流電機(jī)控制到底有多復(fù)雜呢？下面天孚微電機(jī)來聊一聊無刷直流電機(jī)的控制。
　　無刷直流電機(jī)
　　無刷直流電機(jī)的基本介紹：無刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)的不同之處在于沒有換向器與電刷，減少了磨損，采用電子換向使直流電機(jī)的效率也大大了提升（約百分之二三十左右）。而控制的復(fù)雜也導(dǎo)致了成本增加，直流電機(jī)電子整流需要監(jiān)控電路來保證轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制線圈的通電時間，保證直流電機(jī)運(yùn)行的峰值效率。
　　無論是何種直流電機(jī)，都是遵循電能轉(zhuǎn)換機(jī)械能的規(guī)律，電流在通過線圈時便會產(chǎn)生磁場，而第二個磁場的存在繞組上產(chǎn)生一個力達(dá)到最大時，導(dǎo)體在90°第二個字段。增加線圈的數(shù)量可以提高電機(jī)輸出和平滑輸出功率。
　　直流電機(jī)復(fù)雜的控制：目前，直流無刷電機(jī)常見的控制方式為PWM，也叫做脈寬調(diào)制控制，原理是通過將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成調(diào)制的驅(qū)動電壓，PWM控制可提供精確的控制速度和扭矩，它的是在高頻率發(fā)生的開關(guān)損耗和發(fā)生在低頻率的波紋電流之間的一種平衡，在極端情況下，會損壞電動機(jī)。通常，PWM頻率至少比最大電機(jī)轉(zhuǎn)速高一個數(shù)量級。
　　電子交換有三種控制方式，即梯形、正弦、磁場定向控制，其中梯形是最簡單的一種，但是缺點是會導(dǎo)致直流電機(jī)的扭矩波紋，尤其是在低轉(zhuǎn)速時比較明顯。正弦控制則更復(fù)雜一些，但是這種方式可以減小直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動，輸出功率也更加平穩(wěn)。磁場定向控制比較依賴測量和調(diào)整定子電流，這種控制方式比正弦更有效，動態(tài)負(fù)載變化比其他控制技術(shù)性能更好，幾乎是沒有轉(zhuǎn)矩脈動，更加平穩(wěn)、精確的控制。
　　在使用梯形控制的直流電機(jī)中，其MOSFET的橋接開關(guān)必須在一個精確定義的序列中發(fā)生，才能使直流電機(jī)有效運(yùn)行，而開關(guān)順序由轉(zhuǎn)子磁體和定子繞組的相對位置來決定。
　　傳感器與無傳感器直流電機(jī)：最為常見的是采用三個霍爾傳感器嵌入定子和安排在相等的時間間隔，一般是在60°、120°，無傳感器控制技術(shù)需要電氣連接。
　　在配備傳感器的直流電機(jī)中，每個霍爾傳感器與一個開關(guān)相結(jié)合，開關(guān)會產(chǎn)生一個邏輯高或低型號，換向就是由霍爾傳感器和開關(guān)的邏輯型號組合成的，無論什么情況，至少會要有一個傳感器由一個轉(zhuǎn)子磁極觸發(fā)而產(chǎn)生一個電壓脈沖。
　　無傳感器直流電機(jī)利用的是電動勢，電動勢傾向于阻抗電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，被稱之為反電動勢，對于給定電機(jī)的固定磁通量和繞組數(shù)，電動勢與轉(zhuǎn)子的角速度成正比。通過對反電動勢的監(jiān)測，用微控制器可以確定定子和轉(zhuǎn)子的相對位置，因此就不需要霍爾傳感器了，這也簡化了直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)，減少了直流電機(jī)線路的連接，也提高了可靠性。值得注意的是，直流電機(jī)在靜止時是不會產(chǎn)生反電動勢的，控制器就沒有辦法確定啟動時直流電機(jī)的位置，這就需要在開環(huán)配置中來啟動直流電機(jī)，直到控制器產(chǎn)生足夠的電動勢來確定轉(zhuǎn)子、定子的位置再進(jìn)行接管。像一些禁用反向旋轉(zhuǎn)的直流電機(jī)，就需要更復(fù)雜的控制機(jī)制了，這時不多贅述。