董瑢

（ 上海电动工具研究所（集团）有限公司，上海 200233 ）

基于MATLAB/Simulink的BLDC建模与仿真分析

董瑢

（ 上海电动工具研究所（集团）有限公司，上海 200233 ）

利用Matlab/Simulink搭建BLDC控制系统，实现转速/电流双闭环调速系统仿真。转速闭环模型采用PI控制。仿真结果表明采用速度/电流双闭环控制，电机转速动态特性好。

BLDC；Simulink；转速/电流双闭环；PI

0 引言

无刷直流电机（以下简称BLDC）具有结构简单，控制器成本低的特点。同时，BLDC的速度转矩特性以及动态响应较好，效率更高，因其能量密度高，特别适合应用在对空间和重量有苛刻要求的工作场景中。

1 概述

三相BLDC由三相定子绕组和永磁体转子组成，输出的扭矩受反向电动势波形变化的影响。反向电动势波形的变化由电机槽型设计、磁铁结构等引起。永磁电机根据反电势波形可分为正弦波反电势和梯形波反电势两类。其中，具有正弦波反电动势的电机可以近似实现恒转矩控制。通常BLDC的反向电动势为梯形波，其定子电流为方波电流。由于反电动势波形波动，电流纹波和电流换相，导致电机转矩脉动的存在。

BLDC根据转子位置信号控制逆变桥中的功率器件每60°依一定次序切换，完成电机换相，解决了电刷与换向器火花和磨损的相关问题，寿命更长，工作安全可靠。根据使用的位置传感器，可分为霍尔效应传感器（低分辨率）和光学传感器（高分辨率）。使用传感器必然增加系统体积，所以又出现了各种无传感器的驱动策略，控制算法更复杂。

BLDC的控制原理见图1。……