BLDC电机控制器硬件电路设计+电路图(2)
电动自行车行业高速发展12年来，其相应的国家标准却未能与时俱进[1]。当全国电动自行车保有量从一年15万辆到如今1.45亿辆，电动车行业国标从1999年至今未变。这也一定程度造成了电动自行车行业混乱发展现象，也导致了2011年国家四部委对电动自行车行业大力联合整治。
尽管目前行业内存在许多不利于发展的因素，但电动自行车行业发展仍然值得期待。正如中国自行车协会马中超理事长所说，“电动自行车产业的发展是一个不争的事实”[2]。2013年所有四十多个轻工行业轻工产品产量增幅的平均值为19.85%，而电动自行车产量的增幅，高达30%[2]。
目前，电动自行车行业仍存在许多利好因素。首先，中央经济工作定调“稳中求进”，给相关企业、消费者以及其他普通民众吃下一颗定心丸。在全球经济普遍不景气的情形下，为确保国家经济繁荣稳定与国家安全，中央政府将采取诸多刺激政策，比如降低企业税率以及增加贷款等，这些在一定程度上将鼓励消费者购买电动自行车。
其次，虽然铅酸蓄电池行业受环保整治，但锂电池正逐渐兴起，锂电自行车市场份额或将扩大。锂电能源作为环保能源，受到国际和国内的普遍关注，其必然成为一个新的经济增长点。
最后，电动自行车消费属性逐渐固定为低收入人群，这一因素虽然有不利影响，但随着中国城镇化的不断推进，其势必转变为有利因素。新城镇化、新就业政策、新能源补贴、新产品设计、新国标推出以及新市场拓展，成为电动自行车行业发展吹冰大利好因素。
2 无刷直流电机
2.1 无刷直流电机简介
应用于电动车的电机驱动系统应具有如下特性：
（1）良好的输出特性。
（2）转速范围大、响应速度快；
（3）在较高范围内效率高；
（4）结构坚固、重量轻。
目前，常用的电动车驱动电机有直流电机、感应电机、永磁同步电机和开关磁阻电机[3]。
本课题采用的正是无刷直流电机，无刷直流电机是指取消机械换相结构，使用电子换相装置的直流电机。其基本结构由电机转子定子等传统结构、功率驱动部分及位置传感器三者组成。无刷直流电机具有机体结构简单、输出转矩大和能量利用效率高的特点。随着电机以及电机控制等方面理论的发展与应用，无刷直流电机的一般控制技术发展已日趋成熟，相关生产制造工艺和通用技术也均规范化[4]。
随着传统能源紧缺和环境污染问题的愈趋严重，电动自行车正逐渐成为解决能源短缺和环保污染问题的研究热点。目前，电动自行车驱动电机正朝着小型化、控制器数字化、高功率密度化、高可靠性等方向发展[4, 5]。
2.2 无刷直流电机结构特点
无刷直流电机为了实现无电刷换相方式，并不遵循传统电机结构设计，其定子与转子分别为电枢绕组和永磁钢。为了实现电子换相和调速，无刷直流电机必须具内置转子位置传感器，一般为霍尔传感器[4]。
无刷直流电机定子结构形式与普通电机相类似，其绕组可以是Y联结或△联结，但考虑到系统的性能和成本， 目前应用较多的是电枢绕组Y联结、三相对称且无中性点引出的电机[6]。
无刷直流电机有三种不同的绕组形式，分别是整距集中绕组、整距分布式绕组、短距分布式绕组等[6, 7]。绕组形式的不同将影响到电机的性能，根据前人的研究，一般而言，整距集中绕组能够得到比较好的单相梯形反电动势波形，而短距绕组绕法则有利于抑制转矩脉动[4]。
一般来说，转子的结构有三种典型形式：表面粘贴式磁极式转子、嵌入式磁极式转子以及环形磁极式转子[4]。