无刷直流电机（BLDC） 一直是众多电机制造商关注的领域，因为这些电机越来越成为许多应用的首选，尤其是在电机控制技术领域。BLDC 电机在许多方面都优于有刷直流电机，例如高速运行、高效率和更好的散热能力。

　　它们是现代驱动技术不可或缺的一部分，最常用于驱动驱动器、机床、电力推进、机器人、计算机外围设备和发电。随着除数字控制之外的无传感器技术的发展，这些电机在总系统成本、尺寸和可靠性方面变得如此有效。

　　无刷直流电机（称为 BLDC）是一种由直流 （DC） 电力驱动的永磁同步电动机，它完成电子控制换向系统（换向是通过在适当时间改变通过它的相电流在电机中产生旋转转矩的过程）而不是机械换向系统。BLDC 电机也称为梯形永磁电机。

　　与传统的有刷式直流电机不同，其中电刷与转子上的换向器进行机械接触，从而在直流电源和转子电枢绕组之间形成电路径，BLDC 电机采用带有永磁转子的电气换向和带有一系列线圈的定子。在该电机中，永磁体（或磁场极）旋转并且载流导体固定。

　　电枢线圈由晶体管或硅控整流器在正确的转子位置做电子切换，使电枢场与转子磁场极点处于空间正交状态。因此，作用在转子上的力使其旋转。霍尔传感器或旋转编码器最常用于感测转子的位置，并位于定子周围。来自传感器的转子位置反馈有助于确定何时切换电枢电流。

　　这种电子换向布置消除了直流电机中的换向器布置和电刷，因此实现了更可靠和更少的噪音运行。由于没电刷，BLDC电机能够高速运行。BLDC 电机的效率通常为 85% 至 90%，而有刷直流电机的效率为 75% 至 80%。BLDC 电机种类非常之多，从小功率范围到分数马力、积分马力和大功率范围。

　　BLDC 电机能够使用不同的物理配置。根据定子绕组的不同，这些绕组可以配置为单相、两相或三相电机。然而，最常用的是带有永磁转子的三相 BLDC 电机。

　　该电机的结构与三相感应电动机以及常规直流电动机有许多相似之处。与所有其他电机一样，该电机具有定子和转子部件。

　　电机的定子，由堆叠的钢层压组成，用于承载绕组。这些绕组放置在沿定子内周轴向切割的槽中。这些绕组可以排列在星形或三角形中。但是，大多数 BLDC 电机都有三相星形连接定子。

　　每个绕组都由许多互连的线圈构成，其中一个或多个线圈放置在每个插槽中。为了形成偶数个极，这些绕组中的每一个都分布在定子外围。

　　必须根据电源能力选择具有正确额定电压的定子。对于机器人、汽车和小型致动应用，48 V 或更低电压的 BLDC 电机是首选。对于工业应用和自动化系统，使用 100 V 或更高额定值的电机。

　　BLDC 电机在转子中集成了永磁体。转子中的极数可以从 2 到 8 对极不等，根据应用要求交替使用南极和北极。为了在电机中实现最大扭矩，材料的磁通密度应很高。转子需要适当的磁性材料来产生所需的磁场密度。

　　铁氧体磁体价格低廉，但是对于给定体积，它们的磁通量密度较低。稀土合金磁铁通常用于新设计。其中一些合金是钐钴（SmCo），钕（Nd）和铁氧体和硼（NdFeB）。转子可以采用不一样的磁芯配置构造，例如外围带有永磁体的圆形磁芯，带有矩形磁铁的圆形磁芯等。

　　霍尔传感器提供使定子电枢励磁与转子位置同步的信息。由于 BLDC 电机的换向是电子控制的，因此定子绕组应按顺序通电，以便使电机旋转。在为特定定子绕组通电之前，必须确认转子位置。因此，嵌入在定子中的霍尔效应传感器能感应转子位置。

　　大多数 BLDC 电机都包含三个嵌入到定子中的霍尔传感器。每当转子极靠近它时，每个传感器都会产生低信号和高信号。定子绕组的确切换向顺序能够准确的通过这三个传感器的响应组合来确定。

　　BLDC电机的工作原理类似于传统直流电机，即洛伦兹力定律，该定律指出，每当载流导体放置在磁场中时，它都会受到力的影响。由于反作用力，磁体将承受相等且相反的力。如果是 BLDC 电机，载流导体在永磁体移动时是静止的。

　　当定子线圈由电源进行电开关时，它变成电磁铁并开始在气隙中产生均匀的磁场。虽然电源是直流电源，但开关会产生梯形的交流电压波形。由于电磁铁定子和永磁转子之间的相互作用力，转子继续旋转。

　　考虑下图，其中电机定子根据不同的开关状态被激励。随着绕组作为高低信号的切换，相应的绕组通电为北极和南极。具有北极和南极的永磁转子与定子极对齐，导致电机旋转。

　　观察到电机产生扭矩是由于吸引力（南北或南北对齐时）和排斥力（当北向或南南对齐时）的发展。通过这一种方式，电机沿顺时针方向移动。

　　在这里，人们可能会问，我们如何知道哪个定子线圈应该通电以及何时通电。这是因为;电机的连续旋转取决于线圈周围的开关顺序。如上所述，霍尔传感器向电子控制器单元提供轴位置反馈。

　　根据来自传感器的该信号，控制器决定要通电的特定线圈。每当转子极靠近霍尔效应传感器时，霍尔效应传感器就会产生低电平和高电平信号。这些信号决定了轴的位置。

　　如上所述，电子控制器电路通过转动晶体管或其它固态开关来使电机连续旋转来激励适当的电机绕组。下图显示了简单的 BLDC 电机驱动电路，该电路由MOSFET电桥（也称为逆变桥）、电子控制器、霍尔效应传感器和 BLDC 电机组成。

　　在这里，霍尔效应传感器用于位置和速度反馈。电子控制器可以是微控制器单元或微处理器或DSP处理器或FPGA单元或任何其他控制器。该控制器接收这些信号，对其做处理并将控制信号发送到MOSFET驱动器电路。

　　除了切换电机的额定速度外，还根据所需的应用更改电机速度的附加电子电路。这些速度控制单元通常与PID控制器一起实现，以进行精确控制。还可以从电机产生四象限操作，同时使用现代驱动器在整个速度变化中保持良好的效率。

　　无刷直流电机 （BLDC） 用在所有应用要求，例如工业控制、汽车、航空、自动化系统、医疗保健设备等领域的变化负载、恒定负载和定位应用。BLDC电机的一些具体应用是

　　关键字：引用地址：什么是无刷直流电机（BLDC）？无刷直流电机的优势有哪些？

　　1 电机控制器系统 在新能与汽车电机控制器中，为保障系统安全，针对常见的故障，如过流，过压，IGBT 驱动故障等，采取实时的保护方案（一般从故障发生，到识别，并采取保护的方法，需要在几百纳秒以内完成)，PWM 进入对应的安全状态。 以前，控制及保护的系统典型搭配为 MCU + CPLD， 如上图；（奥迪E-Tron控制板上，采用了1片Altera的MAXII系列的CPLD芯片，1片旋变解码芯片，1片英飞凌的TriCore AURIX 32位DSP芯片，1片BOSCH的电源管理芯片；） 其中 MCU 跑电机控制算法(如FOC)，系统控制和通讯等功能 ，CPLD 则用来实现不同故障下的 PWM 快速保护功能 因为CPLD独立于

　　器设计 /

　　何谓 BLDC 电机 ？ 供给电力（电压、电流）后，可以有效的进行机械般的运动的就是电机。电机有各式各样的种类，而“BLDC电机”具备极高的效率以及良好的操作性，可以大范围的使用在各种用途上，并期待它所带来的低耗电量。 电机是获得能量设备的一种 当工程师想利用电气、电子的机器在现实世界中做些什么时，他们会思考怎么样才可以将电信号变为“力”？将电信号转换为力的就是传动器，即电机。可以将电机视作“将电气转换为机械的力的元件”。 最基本的电机是 “DC电机（有刷电机）”。 在磁场中放置线圈，通过流动的电流，线圈会被一侧的磁极排斥，同时被另一侧磁极所吸引，在这种作用下不断旋转。在旋转过程中令通向线圈中的电流反向流动，使其持续旋转。电机

　　在高性能电机和伺服驱动器中，基于隔离式sigma-delta(Σ-Δ)的模数转换器(ADC)已成为首选的相电流测量方法。这些转换器以其强大的电流隔离和卓越的测量性能而闻名。随着新一代ADC的推出，其性能也在逐步的提升，但是，要充分的利用最新的ADC的功能，就需要对其他的电机驱动器进行一定的设计。 简介 电机驱动器制造商逐步的提升其产品的性能和鲁棒性。一些改进是通过采用更先进的控制算法和更高的计算能力实现的。其他改进则通过最小化反馈电路中的非理想效应来实现，比如延迟、倾斜和温度漂移。1 就电机控制算法的反馈而言，最关键的部分是相电流的测量。随着控制性能提高，系统对时序精度、偏移/增益误差、多反馈通道的同步等非理想效应越来越敏感

　　的优化∑-∆调制电流测量 /

　　什么是S形加减速 如下图所示，假设该装置使用步进电机实现物体X的移动，系统要求物体X从A点出发，到B点停止，移动的时间越短越好且系统稳定。 如果滑块从启动速度到目标速度的加减速不是以固定的比例进行加速/减速，而在加减速的变化过程中速度曲线呈现一个英文字母“S”形的，我们叫做S形加减速算法。则上述将这样的一个过程描述为如下图所示： S曲线加减速模型 可以获知OA段实际上的意思就是滑块的加速部分、AB则是匀速部分，BC则是减速部分。在OA加速过程中，速度刚开始是缓慢增加，后来增加得慢慢的变快，而在中点时刻，增加又有所放慢，但依然继续增加逼近设定的速度。实际这一阶段又分成了三个阶段在AB匀速过程中，加速到设定速度之后，以设定速度匀速步进;在B

　　算法—S形加减速运动算法介绍 /

　　引言 提到直流无刷电机，那不得已提的就是有刷电机了。有刷电机有一个比较令人讨厌的缺点：那就是“吵”。因为电刷和换向环需要时刻不停地摩擦，才能给电枢供电。所以，如果你想要一个“静音风扇”的话，肯定不能选使用了有刷电机的产品。无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的，具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点，解决了有刷电机存在的一系列问题，大范围的应用于工业设施、仪器仪表、家用电器、机器人、医疗设施等所有的领域。 主流的无刷直流电机的控制方式目前主要有三种：FOC（又称为矢量变频、磁场矢量定向控制）、方波控制（也称为梯形波控制、120°控制、6步换向控制）和正弦波控制。正弦波控制方式

　　马达驱动IC解决方案 /

　　原材料的选用要求 功率电阻要选用具有耐高温，工作时候的温度范围宽的金属氧化膜电阻。 电解电容要选用高频、低阻，温度在105°C的情况下能持续工作2000小时。 线束选用国标线，根据线束铜芯直径每平方毫米通过10.5A的电流计算(在室温情况下)，控制器的限流值大小来选择相应线束。 接线端子建议选择厚度不低于0.4mm,材质为磷铜的金属端子。 绝缘胶纸:选用厚度为0.1mm左右的耐高温产品。 绝缘粒子:要求选用耐温达到200°C以上产品。

　　器生产工艺流程详解 /

　　半导体集成的各种选项为基于同步电机的分布式智能小型驱动方案催生出日益丰富的应用。它们包括无刷直流电机(BLDC)、永磁同步电机(PMSM)和步进电机。因其技术优势和提高了的效率,此类电机正在许多现有的应用中取代有刷电机。汽车就是个好例子。 典型汽车零部件一定要有如下特性：低系统成本、小巧、轻便、可靠且高效。同样重要的是，还要减少废气排放及降低燃料消耗。需能驱动多种电机这样一个驱动理念，加之对效率、系统模块设计和网络选项等的极端要求,都对执行器电子设计产生重大影响。 无刷直流电机市场 在美国有很多BLDC制造商。许多公司仍然专注于诸如有刷直流电机、步进电机等技术。但是它们中的许多家也都在生产BLDC电机作为新产品开发的基础。尽

　　电机又称马达，是一种依据电磁感应定律实现电能转换或传递的装置，最大的作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。 按工作电源来分，电机包括交流(AC)电机和直流(DC)电机。其中直流电机又包括采用机械式换向的有刷直流电机和采用电子换向的无刷直流(BLDC)电机。BLDC电机又分旋转电机和步进电机，具有非常明显的节能、低噪声和优异变速性能等特性，特别适合于电冰箱、空调及洗衣机等白家电应用。随国家各项节能政策的出台，家电行业慢慢的开始广泛导入BLDC电机。要使这些BLDC电机可靠、高效地工作，设计人需要选择恰当的电机驱动或控制方案。 安森美半导体在电机驱动器设计、生产及应用方面拥有丰富经验，提供宽广范围的电机驱动及控制方案。

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