基于Infineon高性能8位單片機XC866的最小正弦PWM的直流無刷電機控制方案

圖6 采用開關(guān)損耗最小正弦PWM時，端線電壓與霍爾狀態(tài)的關(guān)系

由圖2可知，采用開關(guān)損耗最小正弦PWM時電機端線電壓超前于相電壓30°，因此可得采用正弦波控制時電機相電壓與反電勢同步。

由于相電壓超前于相電流，因此相電流滯后于反電勢。

轉(zhuǎn)速計算

轉(zhuǎn)速計算依賴于霍爾傳感器，理想狀態(tài)下相鄰兩個霍爾狀態(tài)的間隔為60°，實際應(yīng)用中由于存在安裝誤差，實際間隔并非60°，會引入計算誤差。本文檔中采用一個霍爾傳感器的輸出作為轉(zhuǎn)速計算參考，如圖7所示。其中高低電平分別為180度，不會引入安裝誤差。利用此信息即可計算電機轉(zhuǎn)速。

圖7 轉(zhuǎn)速計算
計算公式如下：。其中：f為電頻率，P為電機極對數(shù)

角度估算

與方波控制不同，正弦波控制中角度為連續(xù)變化，而BLDC中常見的3個霍爾傳感器僅僅能提供6個角度信息，即0°，60°，120°，180°，240°，300°，其他角度信息無法直接獲得。通常采用平均速度法，假設(shè)在一定時間內(nèi)電機速度平穩(wěn)，利用前次霍爾換相時的角度與速度信息插值得到其他角度信息，如圖8所示。

圖8 角度估算

，由此可見電機的轉(zhuǎn)速波動將直接影響角度計算的誤差，在方案中利用相鄰3次180°換相時間的平均值來計算轉(zhuǎn)速信息，如圖9。

圖9 多次平均法計算轉(zhuǎn)速