金沁

摘要：无刷直流电机（BLDCM）因为可靠性高，维护便利、噪音小等优点，遍及于大功率开关器件的应用之中，并与专用集成电路、新型控制理论及电机理论的成长紧密连系，体现着当今科学的许多最新成效，因此具有广泛的应用前景和强大的生命力。电机的驱动电路部分与数字控制部分相比较，为伺服控制系统中的重要组成部分，驱动电路是主控芯片与直流无刷电机联结的纽带。因而，电机驱动电路的性能将直接影响到该系统的整体性能和可靠性。本文就对直流电机的设计与优化进行分析和探讨。

关键词：直流电机;设计;优化

1直流无刷电机结构

直流无刷电机结构示意图如图1 所示，电机转子由永磁体和铁心组成，有内嵌式和凸极式两种结构，定子由钢片和电枢绕组组成，通过位置传感器检测电机转子和定子相对位置。位置传感器有光电式、电磁式和霍尔式三种。其中，霍尔式位置传感器因其性能可靠、结构简单、成本较低等优点，故应用最广泛。通过直流无刷电机进行高性能控制系统设计，常用三相全桥驱动，以星形连接电机为例，原理图如图2 所示。采用两两导通模式，即三相六状态120° 导通模式，金属氧化物半导体场效应晶体管（ MOSFET，以下简称开关管） 导通顺序为： V1、V2， V2、V3，V3、V4，V4、V5，V5、V6，V6、V1。每只开关管导通电角度120°，每个时刻有两只开关管导通，每60° 电角度开关管换相一次，使定子电枢产生旋转磁场，推动转子转动。直流无刷电机正反转时，开关管的导通顺序相反。……