作者 徐敬成¹凌云¹侯文浩¹李明²1.湖南工業大學電氣與信息工程學院(湖南株洲412007)2.湖南工業大學理學院(湖南株洲412007)

      摘要：當電機控制應用場合需要多種無感無刷電機時，由于不同電機換相頻率和轉動力矩等參數不同，需要設計相應的控制器，成本較高。針對該問題設計了一套通用型三相無感無刷電機控制器，通過設置驅動芯片FT300的電機驅動模式即可合理配置控制器參數，從而起到節能降耗的作用。實驗結果表明采用該控制器驅動電機，在設置最佳驅動模式的情況下能有效降低能耗。

      關鍵詞：無感無刷電機;換相頻率;轉動力矩;控制器;FT300

*基金項目：湖南省教育廳基金(16C0473)、湖南省自然科學基金(2015JJ5025)、電傳動控制與智能裝備湖南省重點實驗室(2016TP1018)資助項目。徐敬成，1991年出生，工學碩士，主要研究方向為現代電力電子技術及系統、單片機及嵌入式系統應用等;凌云，1965年出生，湖南工業大學教授，主要從事復雜工業過程建模與優化控制，單片機及嵌入式系統應用等方面的研究。

　　0 引言

　　無刷直流電機是一類具備交、直流電機眾多優點的機電一體化產品^[1]。1962年首次研制成功的有感無刷電機采用霍爾效應轉子位置傳感器來實現換相。隨后通過電機線圈反電勢和其它電氣參數計算轉子位置技術的發現使得無感無刷電機得到不斷推廣。無感無刷電機結構較為簡單，隨著技術的進步其換向準確度和精度不斷提高，在對噪音、壽命、效率等性能要求較高的場合有著廣泛應用。

　　由于不同類型的無刷直流電機在啟動時要求的轉矩、時間、轉速范圍等特性差異較大^[2]，這些參數可以反映在不同電機的轉速/轉矩(N/T)曲線上。在某些電機控制應用場合如綜合作業或者研發測試平臺等往往需要不同性能電機的配合，另外在某些應急備用電機驅動器研發中也需要考慮到產品兼容性。針對不同無感無刷電機需要設計相應的調速控制器的方案成本較高。本文設計了一種通用型無感無刷電機驅動器，能有效提高能源利用率，降低能耗。

　　1 硬件電路介紹

　　本文設計的無感無刷直流電機驅動控制器由供電單元、驅動控制單元、輔助控制單元、預驅動及逆變器單元四部分組成，其中供電單元主要為系統各模塊提供不同等級的電源電壓，驅動單元用于電機驅動控制，輔助控制單元配合驅動單元實現液晶顯示、閉環調速^[3]以及模式設置等功能，預驅動及逆變器單元則用于直接驅動電機。

　　1.1 供電單元電路設計

　　供電單元電路如圖1所示。工頻交流電經過變壓、整流、濾波后，由三端穩壓芯片分別得到15V、6V和3.3V的正電源電壓。此外針對其它額定電壓的電機需要額外增加穩壓模塊以實現電壓等級匹配。

　　1.2 驅動控制單元電路設計

　　驅動控制單元電路如圖2所示。選用峰岹公司的一款三相無感BLDC驅動芯片FT300。該芯片供電電壓范圍為6~28V，根據預驅動及逆變器的規格可以驅動額定電壓范圍在36V~310V的三相無感無刷電機，具有較好的啟動適應性和魯棒性^[3]。