電機的應用非常廣泛，遍及信息處理、音響設備、汽車電氣設備、國防、航空航天、工農業生産等生活各個領域。按照電源種類分為直流電動機和交流電動機，無刷直流電機就屬于直流電動機的一種。

無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化産品。無刷電機是指無電刷和換向器（或集電環）的電機，又稱無換向器電機。早在十九紀誕生電機的時候，産生的實用性電機就是無刷形式，即交流鼠籠式異步電動機，這種電動機得到了廣泛的應用。上世紀中葉誕生了晶體管，因而采用晶體管換向電路代替電刷與換向器的直流無刷電機就應運而生了，這種新型無刷電機稱為電子換向式直流電機，它克服了第一代無刷電機的缺陷。

無刷直流電機應用實例：

無刷直流作為一種新型的電機技術，并非每個在使用電機的廠商均能熟練運用這門新技術，黃先生所在的企業最近就遇到了這樣一個問題。他們企業做電動車成品的開發與銷售，出于節能、環保考慮，最近他在客戶那裡采購了一個電機樣品，是一個直流無刷電機，但需要開發一個控制器去驅動這個電機裝備，項目周期很急，需在一個月内完成這個模塊開發。由于缺乏這方面的開發經驗，他選擇了在快包上發包幫助自己快速完成産品開發。

一、常規功能:120度無刷直流電機恒轉矩控制、超靜音啟動、自動巡航、自動助力；

二、特色功能:換相補償、同步續流、EABS柔性刹車、刹車反充電、智能速度控制、防盜模式、倒車模式、換相速度最高可達20000轉/分；

三、保護功能:飛車保護、過流保護、限流保護、過壓保護、欠壓保護、堵轉保護；

四、學習功能:短接學習線上電，電機會緩慢轉動，并自動學習相位，斷開學習線自動保存數據。重新上電即可正常使用；

五、欠壓保護:電池電壓低于30V以下保護7、限流保護:限制線電流小于17A，開發周期30天内。

他是如何在一個月内完成電動車無刷直流電機控制器開發的

在項目發布不到一天的時間，雇主看中了深圳本地的一家服務商，這個開發者擁有豐富的控制器開發經驗，從承接項目到完成花了不到二十天時間，在産品經理與服務商的溝通過程中，他詳細的介紹自己是如何在一個月内完成電動車直流無刷電機控制器開發的，給工程師一些技術上的幫助。

無刷直流電機控制器開發經驗分享

根據這個雇主要求的幾大常規功能，他介紹了這個程序設計注意事項

“要使無刷電機轉起來，并且聽從駕駛者的調速、刹車等基本指揮，最基本的要求就是要實現硬件所能實現的電子換向和調速，刹車等功能。實際上軟件的整體設計也和硬件一樣，也是一個模塊化堆砌的過程，問題在于模塊的合理化堆砌，使堆砌後形成的整體能夠堅固，協調、高效率運作。我們先說一說各種模塊功能的簡單實現，然後再來讨論如何使這些模塊協調運轉”這個服務商說道。

電機控制器模塊設計三大要點

一、大電流驅動電機

電機驅動是一個大電流驅動，又是一個電感性負載，控制器在運行時不可避免有幹擾引入，因此除了在硬件布局，布線上注意外，軟件上也要做相應的抗幹擾措施以避免錯誤的換向動作。考慮到輸入到單片機的換相信号容易受幹擾，加上線路上濾波電容的影響，單片機程序在讀取換相信号時應至少連續讀取3次，以3次信号完全一緻時才采用該值作為換相信号的真值，如果其中一次不對，那麼幹脆就重新再讀3次，這就是一個有抗幹擾措施的鑒相過程。取得換相信号後，我們将其與上次讀到的值做對比，如果相同，則表示沒有換相，如果不同，則要跟據這個值去取得一個相對應的驅動信号，從而驅動電子開關動作。這個過程可以使用逐項比較法、查表法等來實現。

市面上有兩種電機，即所謂的120°和60°霍爾信号，這個角度代表三個霍爾器件輸出的三相電信号其相位角相差的角度，其實這裡面的區别僅僅是電平的不一樣，在馬達内部的安裝上，位置沒什麼不同，隻是中間一相的相位相反，所以仍然是六種信号對應六種驅動，軟件上将表稍作調整即可。需要提一下的是，在120°的霍爾信号中，不可能出現二進制0B000和0B111的編碼，所以在一定程度上避免了因霍爾零件故障而導緻的誤操作。因為霍爾元件是開路輸出，高電平依靠電路上的上拉電阻提供，一旦霍爾零件斷電，霍爾信号輸出就是0B111。一旦霍爾零件短路，霍爾信号輸出就是0B000，而60°的霍爾信号在正常工作時這兩種信号均會出現，所以一定程度上影響了軟件判斷故障的準确率。目前市面馬達已經逐漸舍棄60°相位的霍爾排列。

二、限流驅動模塊

這是整個控制器的靈魂，如果限流驅動沒做好，其他功能再好還是一個字：燒!。電動車控制器的電子開關均使用功率MOSFET控制，MOSFET的最大允許電流，最大允許功耗都有其限制，如果沒有電流控制，或者電流控制不好，均會導緻功率MOSFET的燒毀，從而導緻整個控制器報廢，因此電流控制是本程序的重中之重，這個做不好，其它功能一概免談。說起來嚴重，其實做起來，摸到竅門也是很簡單的，其秘訣也隻有四個字：準确，及時。

電流信号經康銅絲采樣之後分兩路，一路送至放大器，一路送至比較器。具體電路見硬件部分。放大器用來實時放大電流信号，放大倍數大約6.5倍，放大後的信号提供給單片機進行AD采樣轉換，轉換所得數字用來控制電流不超過我們所允許的值。另一路信号送至比較器，當電流突然由于某種原因大大超過允許值，比如一隻MOSFET擊穿或誤導通時，比較器翻轉送出低電平，觸發單片機的INT0外部中斷，使單片機能夠快速關斷驅動，從而保護MOSFET避免更大傷害。

三、刹車斷電模塊

電動車在刹車手柄附近裝了一個微動開關，一方面在刹車時點亮刹車燈，一方面給控制器提供一個刹車高或低電平信号，各廠家不一定，在電路上作一些電平轉換很容易就可以提供給單片機一個準确的信号，我們可以采用數字測量的方法測量這個電平是高還是低，也可以使用AD去測量有幾伏，總之監測到這個信号後必須關閉所有的驅動輸出和PWM輸出，這樣就可以實現刹車斷電。

快包總結：這個項目已經在快包結案，通過這些經驗的分享，作為同行業的工程師是否受益匪淺呢，在以後接到類似項目的時候，可以參考這個案例進行設計開發。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!