BLDC电机控制器硬件电路设计+电路图(3)
一般应用于BLDC电机的位置传感器有三个大类，分别是电磁式、光电式和磁敏式等。其中目前应用较为广泛的是磁敏式霍尔传感器。这种传感器使用方便、价格便宜、体积较小，能兼顾BLDC电机硬件成本、电机体积限制以及软件算法[8]。
2.3 目前行业较关注的问题
2.3.1 转矩脉动抑制
无刷直流电机拥有优异的电气性能，在电动自行车上获得广泛的应用。但无刷直流电机一般都存在存在转矩脉动问题[9]。无刷直流电机转矩脉动主要是由齿槽转矩脉动、换相转矩脉动和电磁转矩脉动引起的[4]。相比于永磁同步电机，其转矩波动较大，导致其在对精度和稳定性要求较高的场合的应用受到限制。
2.3.2 无位置传感器控制技术
位置传感器的使用，一定程度上降低了控制难度，但位置传感器的存在可能增大电机系统的体积与转动惯量、增加系统引线和降低系统可靠性，因此一定程度上也限制了无刷直流电机在空间有限等场合中的应用[4]。为解决此问题，反电动势法、磁链法、电感法及人工智能法等无位置传感器控制方法被提出并逐渐应用到了无刷直流电机的控制中。
2.3.3 弱磁调速
许多学者针对无刷直流电机的低速运行状态，提出了各种形式的闭环控制策略，并配合其他的先进控制技术，如PWM控制和滞环控制等，能够对系统工作状态进行良好的控制[10]。而电动车在匀速运行时，需要运用其他控制方式如辅助励磁、加大电流超前导通角以及改变绕组接线方式等，来获得较佳的控制效果。在实际应用中，由于无刷直流电机内部梯形气隙磁通分布的斜边区域有限，所以利用改变电流超前导通的方式作用有限，同时考虑到电机运行需要控制驱动主回路电流保持在一定水平以下，所以超前导通角一般不超过30°电角度。
2.4 总结
对比国内外研究现状，宽速度调节范围内BLDC电机的无位置传感器控制技术的标准化、电机控制器控制算法的智能化以及与电机本体的一体化设计、低成本节能型驱动器的开发等仍是未来研究的重点。同时，无刷直流电机结构优化设计、弱磁控制的扩速能力、转矩波动的抑制等仍是需要继续深入研究的内容[4, 8, 9]。
3 无刷直流电机拓扑结构
常见电机电机驱动总体结构可分为半桥式、全桥式、C-Dump式、H桥式、四开关式，应比较不同驱动电路性能，根据不同的应用场合，选用合适的驱动电路。