闭环控制
我们可以通过闭环测量当前电机的转速而达到控制电机的转速的目的，我们通过计算期望转速和实际转速的误差，然后使用PD算法去调节pwM的占空比以达到控制电机转速的目的。
对于低成本，低转速的应用场合，可以使用霍尔传感器获得转速反馈。利用PC18FXX31一个定时器去测量两个霍尔元件输出信号，然后根据这个信号得出实际的转速。
在高转速应用场合，我们可以在电机上装上光电编码器，可以利用其输出相差90°的信号进行转速和转向的测量。通常，光电编码器还可以输出PR信号，使得可以进行较精确的转子定位，编码器的编码刻度可以上百甚至上千，编码刻度越多，精度越高。
3. 反电动势( BACK EMF）
根据楞次定律，当BLDC转动时其绕组会产生与绕组两端电压相反方向的反向电压，这就是反电动势( BACK EMF)。记住，反电动势和绕组所加电压是反向的。决定反电动势的主要因素有以下几点：
·转子的角速度
·转子永磁体的磁场强度；
·每个定子绕组缠绕的线图数量
计算反电动势的公式：
Back EMF =(E)oC NLBw
其中：
·N为每相绕组的线圈数量
·L转子的长度
·B为转子的磁通密度
·W为转子的角速度
当电机一旦做好，那么其绕组的线圈数量和永磁体的磁通密度就定了，由公式可知，唯决定反电动势的量就是转子的角速度(也可以换算为线速度)且角速度和反电动势成正比厂家一般会提供电机的反电动势常量，通过它我们可以用来估计某一转速下反电动势的大小。
绕组上的电压等于供电电压减去反电动势，厂家在设计电机的时候会选取适当的反电动势常量以便电机工作时有足够的电压差可以使电机达到额定转速并具有足够的转矩。
当电机超过额定转速工作时，反电动势会持续上升，这时加在电机绕组间的有效电压会下降，电流会减少，扭矩会下降，当反电动势和供电电压相等的时候，电流降为0，扭矩为0，电机达到极限转速。
4. 无传感器BLDC控制
目前为止，我们所讨论的都是基于霍尔元件获取电机转子位置的换向器控制方式，其实可以直接通过测量电机反电动势而知道转子的位置，在图2.6.1中已经可以比较清晰的看出反电动势和霍尔元件输出信号之间的关系。
通过前些章节的讨论，我们可以看出在任何时候，电机的绕组都是有一相为正向通电一相为反向通电和另外一相为不通电。当某相反电动势反向的时候霍尔传感器的输出也跟着变化。
理想状态下，霍尔元件的输出会在相反电动势过零的时候发生改变，实际应用时会有段小的延迟，这种延迟可以通过微控制器补偿。
图3.1.1为利用反电动势过零检测的方式来控制BLDC
还有一方面需要考虑：当电机转速比较低的时候，反电动势会比较小，以致过零检测电路无法正常检测，这个时候在电机启动阶段就需要使用开环控制，当电机启动到产生可以过零检测的反电动势转速时，系统就需要切换到过零检测控制模式，进行闭环控制。
最低的过零检测转速可以根据电机的反电动势常量计算出来。根据这个原理，可以去除霍尔元件以及因其安装的辅助磁体，这样就可以简化制造节约成本。另外，除去了霍尔元件的电机可以安装在一些粉尘和油污比较大的地方而无须为保证霍尔的正常工作而定时进行清理，与此同时，这种免维护电机还可以安装在人很难触及的地方。
选择合适的BLDC参数。其主要参数有以下几点：
·应用是的最大扭矩要求
·平方根(RMS)扭矩需求
·转速要求。
4.1 最大扭矩
最大的扭矩可以通过将负载扭矩、转动惯量和摩擦力相加得到。另外，还有一些额外的因素影响最大需求扭矩如：气隙空气的阻力等，这就需要至少20%的扭矩余量，综上所述
有以下等式：
TJ为电机启动或加速过程需要克服的转动力矩，其主要包括电机转子的转动力矩和负载的转动力矩，其表示为:
上式中a为加速度。动为定子和负载的转动力矩电机的机楲轴决定电机的负载力矩摩擦力。
4.2 平方根扭矩
可以近似的认为平方根扭矩为实际应用中需要的持绩输出扭矩。它由很多因素决定：最大扭矩、负载扭矩、转动惯量、加速、减速以及运行时间。下面的等式表示了平方根扭矩的计算，其中T为加速时间、TD为减速时间和T为运行时间。
4.3 转速
这是有应用需求的转速。比如，吹风机的转速需求是，最高转速和平均转速相差不大显然在一些点对点定位系统如传送带和机械臂系统中就需要大转速范围的电机，可以根据电机的转速梯形曲线（）确定电机的转速需求。通常，由于其他因素，在计算电机转速需求的时候需要留有10%余量。
BLDC典型应用说，BLDC可以分为以下三种主要用途：
·持续负载应用
·可变负载应用
·定位应用
1 持续负载应用
这种应用主要用于那些需要一定转速但是对转速精度要求不高的领域，比如风扇、抽水机、吹风气等一类的应用。通常这类应用成本比较低且多是开环控制。
2 可变负载应用
这类主要指的是电机转速需要在某个范围内变化的应用，在这类应用中主要对电机的高转速特性和动态响应特性有更高的要求。家用器具中的洗衣机、甩干机和压缩机就是很好的例子。
在汽车工业领域，油泵控制、电控制器、发动机控制和电子工具等也是很好的例子在航空领域也有很多的应用，比如离心机、泵、机械臂、陀螺仪等等。这个领域中多使用电机反馈器件组成半开环和闭环进行控制。这就需要复杂的控制算法，增加了控制器的复杂程度也增加了系统成本。
3 定位应用
大多数的工业控制和自动控制方面的应用属于这个类别。在这些应用中往往会完成能量的输送，如齿轮或者传送带，因此系统对电机的转速的动态响应和转矩有特别的要求，同时这些应用也可能需要随时的改变电机的转向，电机可能工作在匀速，加速，减少阶段，而且有可能在这些阶段中负载也在变化，所以这对控制器提出了更高的要求，通常这种控制使用闭环控制，甚至会有扭矩环、速度环和位置环三个控制环。
测速时可能会用上光电编码器和出同步设备。有时候这些传感器会被用于测量相对位置，也有时候用于测量绝对位置。过程控制、机械控制和运输控制很多都属于这类应用。
5.总结
从以上内容能够看出BLDC市场还是比较大的，因此吸引了众多学员纷纷前来求学，为了让学员更加深入了解并系统化的学习无刷电机，学院推出本次课程，希望能帮助硬件工程师们能快速入门学会并在工作中去应用！
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