无刷直流电动机控制

电子换向或“无刷”电机继续受到欢迎，因为它们比机械换向或“有刷”电机提供更高的电气效率和转矩重量比。无刷直流(BLDC)电机通常被定义为永磁同步电机(PMSMs)，由于定子绕组的集中而表现出梯形反电动势。这将BLDC电机与PMSM电机区分开来，PMSM电机由于分布的定子绕组而表现出正弦反电动势。

无刷直流电机通常采用梯形控制，但磁场定向控制也被使用。永磁同步电机通常只使用磁场定向控制。梯形无刷直流电机控制是一种比磁场定向控制更简单的技术;它一次只激发两个相。转矩控制只需要一个PID控制器，与面向场控制相反，不需要使用Park和Clarke变换进行坐标转换。

电机控制工程师用梯形方法设计无刷直流电机控制器，完成以下任务:

• 开发带有PI控制器的内部电流/电压回路控制器架构
• 为可选的外部速度和位置循环开发PI控制器
• 调整所有PI控制器的增益以满足性能要求
• 设计支持向量机控制
• 设计故障检测和保护逻辑
• 验证控制器在不同操作条件下的性能
• 在微控制器上实现一个固定或浮点的控制器

无刷直流电动机控制设计使用动态仿真模块^®在硬件测试之前，您可以使用多速率仿真来设计、调优和验证控制算法，并在电机的整个运行范围内检测和纠正错误。使用Simulink进行仿真，可以减少原型测试的数量，并验证控制算法对不适合在硬件上测试的故障条件的鲁棒性。您可以:

• 模型无刷直流电动机与梯形或任意反电动势
• 建模电流控制器，速度控制器和调制器
• 逆变电源电子学模型
• 利用线性控制设计技术，如波德图和根轨迹，以及自动PID整定等技术，调整无刷直流电机控制系统的增益
• 建模启动、停机、错误模式，设计降额、保护逻辑，确保操作安全
• 设计I/O通道的信号调理和处理算法
• 运行电机和控制器的闭环模拟，以测试正常和异常操作场景下的系统性能
• 自动生成ANSI、ISO或处理器优化的C代码和HDL，用于快速原型设计、硬件在环测试和生产实现