无刷直流电机（BLDC）是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机，英文简称BLDC。区别于有刷直流电机，无刷直流电机不用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势，是当今最理想的调速电机。

  直流电机以良好的启动性能、调速性能等优点著称，其中属于直流电机一类的有刷直流电机采用机械换向器，使得驱动方法简单，其模型示意图如下图所示。

  电机主要由永磁材料制造的定子、绕有线圈绕组的转子（电枢） 、换向器和电刷等构成。只要在电刷的A和B两端通入一定的直流电流， 电机的换向器就会自动改变电机转子的磁场方向，这样，直流电机的转子就会持续运转下去。

  BLDC电机中的“BL”意为“无刷”，就是DC电机（有刷电机）中的“电刷”没有了。

  无刷直流电机(BLDC)以电子换向器取代了机械换向器，所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构相对比较简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。

  无刷直流电机主要由用永磁材料制造的转子、带有线圈绕组的定子和位置传感器(可有可无)组成。可见，它和直流电机有着很多共同点，定子和转子的结构差不多(原来的定子变为转子，转子变为定子)，绕组的连线也基本相同。但是，结构上它们有一个明显的区别：无刷直流电机没有直流电机中的换向器和电刷，取而代之的是位置传感器。这样，电机结构就相对简单，降低了电机的制造和维护成本，但无刷直流电机不能自动换向(相)，牺牲的代价是电机控制器成本的提高(如同样是三相直流电机，有刷直流电机的驱动桥需要 4 只功率管，而无刷直流电机的驱动桥则需要 6 只功率管)。

  图1所示为其中一种小功率三相、星形连接、单副磁对极的无刷直流电机，它的定子在内，转子在外。另一种无刷直流电机的结构和这种刚刚相反，它的定子在外，转子在内，即定子是线圈绕组组成的机座，而转子用永磁材料制造。

  无刷直流电机的外特性好，能够在低速下输出大转矩，使得它能够给大家提供大的起动转矩；

  无刷直流电机的再生制动效果好，由于它的转子是永磁材料，制动时电机能进入发电机状态；

  无刷直流电机无机械换向器，采用全封闭式结构，可以有效的预防尘土进入电机内部，可靠性高；

  无刷直流电机的定子是线圈绕组电枢，转子是永磁体。如果只给电机通以固定的直流电流，则电机只能产生不变的磁场，电机不能转动起来，只有实时检测电机转子的位置，再根据转子的位置给电机的不同相通以对应的电流，使定子产生方向均匀变化的旋转磁场，电机才可以跟着磁场转动起来。

  如图2所示为无刷直流电机的转动原理示意图，为了方便描述，电机定子的线圈中心抽头接电机电源 POWER，各相的端点接功率管，位置传感器导通时使功率管的 G极接 12V，功率管导通，对应的相线圈被通电。由于三个位置传感器随着转子的转动，会依次导通，使得对应的相线圈也依次通电，从而定子产生的磁场方向也不断地变化，电机转子也跟着转动起来，这就是无刷直流电机的基本转动原理——检测转子的位置，依次给各相通电，使定子产生的磁场的方向连续均匀地变化。

  为了方便理解，本文以下内容统一用如下图所示的这两种符号作为模型简介，图 A为电机转子和定子在同一圆心上，图B 为不同一圆心上，是为了方便说明电机内部磁场。

  电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体 ，为经验测试电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。

  直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。交流电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广，但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多，提升驱动电机的性能。微处理机速度亦慢慢的变快，可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直角坐标系统中，适当控制交流电机在两轴电流分量，达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。

  此外已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯片中，而且体积越来越小；像模拟/数字转换器(analog-to-digital converter，adc)、脉冲宽度调制(pulse wide modulator，pwm)…等。直流无刷电机即是以电子方式控制交流电机换相，得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。

  1.按驱动波形：方波驱动，这种驱动方式实现方便，易于实现电机无位置传感器控制；

  2.正弦驱动：这种驱动方式能改善电机运行效果，使输出力矩均匀，但实现过程相对复杂。同时，这种方法又有 SPWM 和 SVPWM（空间矢量 PWM）两种方式，SVPWM的效果好于 SPWM。

  这是无刷直流电机普及最广、数量最大的领域。比如在生活中常见的打印机、传真机、复印机、硬盘驱动器、软盘驱动器、电影摄影机、磁带记录仪等，在它们的主轴和附属运动的带动控制中，都有无刷直流电机的身影。

  近些年，由于无刷直流电机大规模的研发和技术的逐渐成熟，其驱动系统在工业生产里的分布范围也随之扩大，已逐步成为工业用电动机的发展主流。围绕降低生产所带来的成本和提高运行效率而展开的研究与尝试已取得显著的效益，各大厂商也提供不相同的型号的电机以满足多种驱动系统的需求。现阶段在纺织、冶金、印刷、自动化生产流水线、数字控制机床等工业生产方面，无刷直流电机都有涉猎。

  在国外，对无刷直流电机的使用已经较为普遍，可拿来驱动人工心脏中的小型血泵；在国内，手术用高速器具的高速离心机、热像仪和测温仪的红外激光调制器都使用了无刷直流电机。

  据分析在市面上，一般的家用轿车需要永磁电机 20-30 个，而每辆豪华轿车则需要59个之多，除了核心发动机外，在雨刷器、电动车门、汽车空调、电动车窗等部位都有电机的身影。随着汽车工业向着节能环保的方向发展，所使用的电机也一定要满足高效率、低能耗的标准。而无刷直流电机的低噪声、寿命长、无火花干扰、方便集中控制等优点全部符合，随着其调速技术的日益成熟，性价比会慢慢的高，它在汽车电机驱动的所有的环节中的应用会更加广泛。

  “变频”技术已非常普遍，作为中国家电的标志逐渐占据了大部分的消费市场，“直流变频”受到制造商的青睐，已有逐渐替换掉“交流变频”的转变趋势。这种转变实质上就是家电所用的电动机由感应电动机向无刷直流电机及其控制器的过渡，以达到节能环保、低噪智能、舒适性高的要求。无刷直流电机的发展趋势与电力电子、传感器、控制理论等技术的发展趋势相同，它是多种技术相结合的产物，它的发展取决于与之相关的每一种技术的革新与进步。

  关键字：编辑：什么鱼 引用地址：无刷直流电机(BLDC)构成、应用领域及工作原理详解

  1、通过观察 LED 驱动电源 变压器 的外型来检查其是否有明显非正常现象。如线圈引线是否断裂、脱焊，绝缘材料是不是有烧焦痕迹，铁心紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈蚀，绕组线、绝缘性测试。用万用表R×10k挡分别测量铁心与初级、初级与各次级、铁心与各次级、静电屏蔽层与衩次级、次级各绕组间的电阻值。万用表指针均应指在无穷大位置不动，否则，说明变压器绝缘性能不良。 3、线圈通断的检测。将万用表置于R×1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明此绕组有断路性故障。 4、判别初、次级线圈。电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出标称电压值，如15V、24V、

  摘要：根据无刷直流电机理论和系统的要求，以双TMS320F2812 DSP处理器为核心，针对系统的高可靠性要求，进行了无刷直流电机控制器的硬件电路设计并对核心电路做多元化的分析、仿真和实验验证;根据结果得出，该硬件电路可实现无刷直流电机正常调速的控制需求，相应性能指标可满足系统需求。 0 引言 无刷直流电机(以下简称BLDCM)用电子换相器取代机械换向器，根除了电刷和换向器接触磨损所导致的寿命周期短、电气绝缘低、火花干扰强等诸多缺陷;同时永磁材料的高磁性能使无刷直流电机具有起动转矩大、调速范围广、运行效率高等优点，在各个工业领域存在广泛应用。 由于本系统有较高的可靠性要求，因此总体设计思路是采用主控、监控双DSP系统架构满足控制器的高

  在某些类别的电机驱动应用中，用户对不可预测、不均匀或不规则的电机行为基本上没有容忍度或就没有容忍度。虽然这当然不能适用于所有电机驱动的产品——例如电动牙刷或电池供电的玩具，但它们始终重视材料清单 (BoM) 成本，并且几乎总是会接受少量不稳定的电机行为作为最小化电机成本的合理权衡——其他电机驱动应用需要更高水平的操作。 电动工具是一种产品类型的例子，其中可靠和可预测的电机性能是绝对必要的特征。考虑一下电动锯用户在启动时向后跳或产生向前“打嗝”运动的潜在伤害和/或不安 - 特别是如果他们刚刚在切割中间停止了工具。同样，市场将很快拒绝在每次使用期间以不同扭矩和/或加速度启动的电钻或类似电动工具。 这种对性能至关重要的电机系

  电机控制的位置传感器选择 /

  一、 概述 永磁无刷直流电机（Permanent Magnet Brushless DC Motor以下简称PMBLDC）由于其固有的特点，在家用消费类产品（空调、冰箱、洗衣机）和IT 周边产品（打印机、软驱、硬驱）中得到普遍的应用。它具有结构相对比较简单、高效、低噪声、高功率密度、启动扭矩大、寿命长等其它种类直流电机不能够比拟的特性。我国是稀土大国，稀土永磁材料经过这几年的发展，已经有了一定的规模，质量和数据都有较大的提高，价格已不断下降，这将大大促进PMBLDC工业发展。可以预计21世纪PMBLDC将成为应用最广泛的电机，并可以取代传统直流电机和交流电机+变频调传统模式，成为10kW以下电机传动的主角。 永磁无刷直流电机性能的发

  的嵌入式微控制器 /

  全球都在致力降低功耗，且势头愈来愈烈。许多国家/地区都要求家用电器满足相关组织（如中国标准化研究院 (CNIS)、美国能源之星和德国蓝天使）制定的效率标准。为满足这些标准，慢慢的变多的系统模块设计人员在设计中放弃了简单且易用的单相交流感应电机，转而采用更节能的低压无刷直流 (BLDC) 电机。为实现更长的常规使用的寿命和更低的运行噪音，扫地机器人等小型家电的设计人员也转而在他们的许多系统中使用更先进的 BLDC 电机。同时，永磁技术的进步正不断简化 BLDC 电机的制造，在提供相同扭矩（负载）的同时减小系统尺寸，还能大大的提升效率和降低系统噪音。 设计使用 BLDC 电机的系统具有挑战性，因为常常要复杂的硬件和优化的软件设计来提供可靠的

  摘要：根据无刷直流电机理论和系统的要求，以双TMS320F2812 DSP处理器为核心，针对系统的高可靠性要求，进行了无刷直流电机控制器的硬件电路设计并对核心电路做多元化的分析、仿真和实验验证;根据结果得出，该硬件电路可实现无刷直流电机正常调速的控制需求，相应性能指标可满足系统需求。 0 引言 无刷直流电机(以下简称BLDCM)用电子换相器取代机械换向器，根除了电刷和换向器接触磨损所导致的寿命周期短、电气绝缘低、火花干扰强等诸多缺陷;同时永磁材料的高磁性能使无刷直流电机具有起动转矩大、调速范围广、运行效率高等优点，在各个工业领域存在广泛应用。 由于本系统有较高的可靠性要求，因此总体设计思路是采用主控、监控双DSP系统架构满足控制器的高

  控制器硬件设计和实现 /

  用IO口驱动段式LED（数码管）的方法相信我们大家比较清楚，但用IO口直接驱动段式LCD的方法相对复杂一些。在网上搜了一下单片机IO口驱动段式LCD的方法，大部分资料讲得不够清晰、具体，而且简单问题复杂化。后来查了LCD的显示原理，结合网上的相关介绍，发现IO口直接驱动段式LCD原理最简单，用几句线. LCD和LED的显示原理不一样：LED是加正向电压发光，而LCD必须交替加正、反向电压才会持续显示（可以做个实验，如果把恒定电压加到LCD的一段上，该段会显示一下，但马上不能显示，而且长时间加恒定电压，会加速LCD的老化和损坏） 2. 常听说1/2bias，1/3bias LCD，是啥意思呢？对于

  BLDC电机的控制电路 若需要电机转动起来，需要给电机转子一个旋转的磁场。对于三相无刷直流电机来说，直流电压源只为三相逆变器提供恒定电压，所以要通过三相逆变器将直流电转换成三相电流，依次为不同线圈对通电。 BLDC电机通过下图所示三相逆变器电路能实现电机的换向逻辑，实质上就是通过控制Q0~Q5开关的导通和切断，来控制右侧A、B、C三相电机定子上产生所需要的正弦电压，那么我们应该控制的也就是这六个开关的开关周期。这里涉及到了一个算法，后面我们会讲到，就是空调矢量脉宽调制（SVPWM）。 下图的BLDC电机在非驱动端的定子中嵌入了三个霍尔传感器。上文我们讲到了，当电机每转过60个电角度，其中一个霍尔传感器就会改变状态。

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