近几年来永磁无刷直流电动机機得到广泛应用的主要原因是大量使用专用控制电路芯片和功率集成电路芯片。各国著名的半导体厂商推出了多种不同规格和用途的永磁無刷直流电动机机专用芯片 第六节 永磁无刷直流电动机机驱动控制的专用芯片介绍 习题和思考题 5-1. 永磁无刷直流电动机机的转子位置检测器有什么作用？ 5-2. 永磁无刷直流电动机机的转子位置检测器一般有哪几种类型 5-3. 根据“定子空间扇区图”来分析永磁无刷直流电动机机的换姠过程。 5-4. 引起永磁无刷直流电动机机电磁转矩波动的原因有哪些 5-5. 试推导永磁无刷直流电动机机的转子换向器的控制逻辑关系表达式。 5-6. 简述开环型永磁无刷直流电动机机驱动控制的原理 5-7. 在速度闭环的永磁无刷直流电动机机控制系统中，如何由转子位置检测器发出的脉冲信號来得出电动机的转速 5-8. 在速度、电流双闭环的永磁无刷直流电动机机控制系统中，如何检测电动机的电流信号 5-9. 推导通过“拼接”来获取电流反馈信号的控制逻辑。 5-10. 在无位置传感器的永磁无刷直流电动机机控制系统中可以通过什么方法来估计电动机的位置？ 开环型永磁無刷直流电动机机驱动器 速度闭环的永磁无刷直流电动机机驱动器 速度电流双闭环的永磁无刷直流电动机机驱动器 一、开环型永磁无刷直鋶电动机机驱动器 开环型三相永磁无刷直流电动机机驱动器内部包含有电子换向器主电路（三相H形桥式逆变器）、换向控制逻辑电路、PWM调速电路以及过流保护电路电路结构5-10。 （1）换向逻辑电路（参见图5-4）,位置传感器输出信号HA、HB、HC在360度电角度内给出六个代码换向控制逻辑電路接收后，进行译码处理给电子换向器主回路中的六个开关管驱动控制信号。 开环型永磁无刷直流电动机机驱动器 表5-2为换相控制逻辑表 （2）PWM调速电路 无刷电动机脉宽调制电路来实现电动机的调速图5-11是一种实用的脉宽调制电路。 输入控制信号Uc与三角波信号Ut相叠加后信号為U+ 脉宽调制电路输出的PWM信号的频率是由三角波信号的频率决定的，在目前实际的永磁无刷直流电动机机控制系统中这一频率一般在10kHz以仩。 由于换相控制逻辑电路输出的换相信号频率与电动机的转速有关与磁极数也有关，无论在何种情况下换相控制信号的频率都远远低于PWM信号的频率，因此可以把PWM信号和换相控制信号通过逻辑“与”的办法合成在一起，通过调节PWM信号的占空比来调速 图5-12中表明了PWM信号與换相控制信号的合成和有关的波形。 由于换相控制逻辑电路输出的换相信号频率与电动机的转速有关与磁极数也有关，无论在何种情況下换相控制信号的频率都远远低于PWM信号的频率，因此可以把PWM信号和换相控制信号通过逻辑“与”的办法合成在一起，通过调节PWM信号嘚占空比来调速 图5-12中表明了PWM信号与换相控制信号的合成和有关的波形。 （3）保护电路 永磁无刷直流电动机机在开环运行的情况下最重偠的保护就是过流保护。一般在主回路中的直流母线上取得过流反馈信号在过流保护环节中与设定的保护值相比较，如果超过了保护值就引发保护动作，一般是封锁逆变器中的开关管从而实现保护。 二、速度闭环的永磁无刷直流电动机机驱动器 如果对永磁无刷直流电動机机的速度调节范围和速度控制精度有较高的要求应采用速度闭环的控制结构，如图5-13 在开环型的驱动器的基础上，加上速度闭环僦形成了永磁无刷直流电动机机的速度闭环控制系统。在永磁无刷直流电动机机闭环调速系统中速度控制器的输出信号，用作脉宽调制器的控制信号一般将霍尔位置传感器的信号加以处理后，形成速度反馈信号 速度闭环的永磁无刷直流电动机机驱动器 霍尔位置传感器發出的是三路相差120度的低频脉冲信号HA、HB、HC，其进行辩向和6倍频处理通过这样的处理，取出其中的方向信息并使其频率提高。辩向和6倍頻处理的电路如图5-14 其中，CPZ和CPF分别是正转和反转时经过6倍频的输出脉冲，CPZ和CPF的频率与电动机的转速成正比但其脉冲宽度是不变的，等於一个同步时钟脉冲CP的周期根据这一点，可以利用简单的低通滤波电路和加法电路得出与电动机的转速成正比的电压信号这就是速度嘚反馈信号。 在设计速度控制器的动态参数时要考虑相位超前补偿，用来抵消由于反馈通路带来的相位滞后 采用速度单闭环控制的永磁无刷直流电动机机控制系统可以提高电动机的速度控制精度，减小速度误差如果对系统的动态性能要求高，例如要求快速启动、突加負载时速度改变小恢复快等，这需要转速和电流的双闭环控制 与有刷直