【嘉勤點評】中穎電子發明的無位置傳感器的直流無刷電動機的驅動方案，基于現有的雙極性PWM波算法，發明了無位置傳感器的直流無刷電機受迫倒轉驅動的解決方案，不僅能夠降低生產成本，而且可以降低系統的故障率。

如今，直流無刷電動機（BLDCM）的無傳感器技術已經相當成熟，捕捉反電動勢過零點的算法很好的解決了中高速的驅動問題，在低速及零速的情形下，依據凸極效應的雙極性PWM波算法也能很好的適應于有一定凸極率的電機。

這種算法與有位置傳感器的驅動方案相比，目前無位置傳感器技術存在的最后盲區就是受迫倒轉（即電機向前的驅動力小于外部施加的迫使電機倒轉的力，導致電機不斷倒轉）的情形，如果能解決電機在運轉過程中受迫倒轉的驅動問題，無位置傳感器技術將真正有可能完全替代有位置傳感器的方案。

基于這樣的想法和目的，中穎電子在2021年1月29日申請了一項名為“一種無位置傳感器的直流無刷電動機的驅動方法”的發明專利（申請號：202110128300.8），申請人為中穎電子股份有限公司。

根據該專利目前公開的相關資料，讓我們一起來看看這項技術方案吧。

如上圖，為該專利中展示的雙極性PWM波的正通脈沖加在AB兩相定子繞組時的電機驅動電路示意圖，其中，A相上橋導通（AH導通），B相下橋導通（BL導通），電流按圖中加粗線方向流動。

在經歷了一個較長的脈沖（即正通脈沖）之后，控制端突然改變，令A相上橋斷開，下橋導通（AL導通），B相下橋斷開，上橋導通（BH導通），即通以反相脈沖。由于電機繞組具有較大電感，其電流不會突變，同時，正通脈沖比反通脈沖寬，可以確保電機上的電流不會反流，相應的電機定子上的磁場方向就不會發生變化，從而起到節省電能的目的。

如上圖，為通電的兩相定子與轉子位置信息的示意圖，假設定子磁場方向與電流方向同相，當A向B（即驅動方向）正向通電時，則此時定子磁場在-90°位置；若假設電機為順時針轉動，依據直流無刷電機的六步驅動法原理可知，轉子正從30°位置向-30°位置旋轉。在此情形下，A到B為正向通電，此時C相端電壓為Vc+；B到A為反向通電，此時C相端電壓為Vc-。

轉子在30°位置時，轉子q軸（交軸）正對A相，由于凸極效應有Lq>Ld（d軸為電機的直軸），所以LA>LB，Lq和Ld即為q軸和d軸上的定子電感。此時，Vc+<Vc-，當轉子逐漸旋轉來到0°位置時，A、B兩相定子離轉子的d軸及q軸距離均相等，故此有LA＝LB，Vc+＝Vc-，在該專利中，將此處定義為“等電感位置”。

當轉子轉過等電感位置時，Vc+和Vc-的大小關系就會發生逆轉，Vc+和Vc-的差值大于某個閾值時，就可以認為轉子已經來到-30°位置附近，便進行換相操作。

如上圖，為該專利中發明的無位置傳感器的直流無刷電動機的驅動方法示意圖，該方案中采用直流無刷電動機的六步驅動法驅動轉子旋轉，六步驅動法表示包括具有順序關系的六個代表不同驅動方式的步驟。

在該驅動方法進行時，采用雙極性PWM波對三個定子繞組中的兩個通電，捕捉驅動電壓和檢測電壓相等的時刻。當捕捉到驅動電壓和檢測電壓相等時，繼續進行六步驅動法中的步驟，依舊采用雙極性PWM波通電。

當等待一段時間直到續流電流消失后，就對驅動電壓和檢測電壓進行采樣，通過比較驅動電壓和檢測電壓的大小關系，根據比較結果確定轉子的當前位置，并據此判斷電機的旋轉方向。如果電動機正在正轉，則繼續原有的驅動方式，按照常規的雙極性PWM波算法，等待轉子再旋轉30°后向前換相；如果如果電動機正在倒轉，則立刻切換至上一種驅動方式。

以上就是中穎電子發明的無位置傳感器的直流無刷電動機的驅動方案，為了解決常規雙極性PWM波算法無法判斷電機的轉向的缺陷，該方案基于現有的雙極性PWM波算法，發明了無位置傳感器的直流無刷電機受迫倒轉驅動的解決方案。這種無感方案不僅能夠降低生產成本，而且可以降低系統的故障率。

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