无刷直流电机控制器的工作原理
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化无刷直流电机实物图产品。
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
，为了检测电动机转子的极性，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。微处理机速度亦越来越快，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。
无刷直流电机的应用十分广泛，如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。总的来说，无刷直流电机可以分为以下三种主要用途:
持续负载应用:主要是需要一定转速但是对转速精度要求不高的领域，比如风扇、抽水机、吹风机等一类的应用，这类应用成本较低且多为开环控制。
可变负载应用:主要是转速需要在某个范围内变化的应用，对电机转速特性和动态响应时间特性有更高的需求。如家用器具中的、甩干机和压缩机就是很好的例子，汽车工业领域中的油泵控制、电控制器、发动机控制等，这类应用的系统成本相对更高些。
定位应用:大多数工业控制和自动控制方面的应用属于这个类别，这类应用中往往会完成能量的输送，所以对转速的动态响应和转矩有特别的要求，对控制器的要求也较高。测速时可能会用上光电和一些同步设备。过程控制、机械控制和运输控制等很多都属于这类应用。
实用性新型无刷电机是与电子技术、微电子技术、数字技术、自控技术以及材料科学等发展紧密联系的。它不仅限于交直流领域，还涉及电动、发电的能量转换和信号传感等领域。在电机领域中新型无刷电机的品种是较多的，但性能优良的无刷电机因受到价格的限制，其应用还不十分广泛。下面分别就主要的新型无刷电机进行探索与研究。
1、工作原理：永磁无刷直流电机通进的是直流，但并不是像有刷电机那样持续通电给转子，它是通给定子的。有外转子和内转子两种，都是只有定子带电。而这种电机又分霍尔有感式和无感式两种，前者有自带电路通过转子位置变化而变化磁场，后者则需要专用控制器（电子调速器）。所以并不是直观的用直流直接带动电机工作的。
2、无刷直流电机
（1）无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 无刷电机是指无电刷和换向器（或集电环）的电机，又称无换向器电机。早在十九纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机得到了广泛的应用。但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。
（2）上世纪中叶诞生了晶体管，因而采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了。这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机，它克服了第一代无刷电机的缺陷。
无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的，具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点，解决了有刷电机存在的一系列问题。由于无刷电机没有电刷进行自动换向，因此需要使用电子换向器进行换向。无刷直流电机驱动器实现的就是这个电子换向器的功能。
02 无刷电机的控制方式
目前直流无刷电机的控制主要分两大类：方波控制（梯形波控制）与弦波控制，这两类控制方式的原理分别是什么呢？
（1）方波控制：通过霍尔传感器获得电机转子的位置，然后根据转子的位置在360°的电气周期内，进行6次换向（每60°换向一次）。每个换向位置电机输出特定方向的力，因此可以说方波控制的位置精度是电气60°。由于在这种方式控制下，电机的相电流波形接近方波，所以称为方波控制。
（2）弦波控制：使用的是SVPWM波，输出的是3相正弦波电压，电机相电流为正弦波电流。可以认为在一个电气周期内进行了多次的连续变化换向，无换相电流突变。显然，正弦波控制相比方波控制，其转矩波动较小，电流谐波少，控制起来感觉比较“细腻”。
03 方波与弦波特点方波控制特点
（1）价格便宜。驱动器算法简单，开发难度低，开发成本较低，且本身硬件成本比弦波控制成本低；
（2）加减速简单粗暴，类似于轰油门，但也容易过冲；
（3）匹配电机简单，对电机霍尔相位、相电感、相电阻要求低；
弦波控制特点
（1）运行平稳，转矩波动小。类似伺服的控制，运行效果顺畅，不易受负载变动而波动；
（2）更加稳定可靠，使用寿命高。弦波控制避免产生尖峰电流的冲击，而方波控制易产生尖峰电流，对mos管及电机进行冲击，容易影响使用寿命；
（3）安静，噪声小。电机运行时方波控制可明显听到“吱吱吱”的电流声，弦波控制电流声极小；
（4）效率高，节能减排。弦波控制比方波控制电机的使用效果更高，输出同等功率所需电流更低；
（5）算法难度较高，成本相对方波控制会高一点；
04 如何选择方波与弦波驱动
既然无刷电机的控制方式有弦波与方波两种，那该如何选择呢？
（1）对运行效果、性能、稳定可靠性没有太高的要求，追求低成本，选方波驱动器；
（2）想要运行效果好、稳定可靠性高、静音、耗电低效率高，选弦波驱动器；
深圳市安普斯智能科技有限公司所开发的无刷驱动器都是采用弦波控制，运行效果好、速度波动小、稳定可靠性高、静音，广泛应用于直流无刷广告门控制、直流无刷道闸控制、直流无刷尿素泵驱动、直流无刷医疗注射泵驱动等。弦波直流无刷驱动器，首选安普斯（AMPS）。
无刷电机控制器
目录
无刷电机控制器的功能特点
可进行简单的变速控制所有重要电流均 由一个单独的外接电阻器决定，设置比较 简单电机起动和停止可以利用电路的电源 完成起动定时序列由两个电容器完成可独 立运行控制功能，且外围电路简单采用了 新的反电势换向技术，能提供最小的无抖 动转矩可进行最大效率的控制具有换向PL C,可有效抑制PWM尖峰噪声信号
无刷电机控制器的构成
电动车无刷控制器主要由单片机 主控电 路、功率管前级驱动电路、电子换向器、 霍尔信号检测电路、转把 信号电路、欠电 检测电路、限流/过流检测电路、刹车信号 电路、限速电路、电源电路等部分组成
直流无刷电机：
直流无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响：N=120．f
/
P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率
并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子
维持一定的转速。
无刷控制器采用了美国微芯生产的16F72作为主控芯片，该芯片资源适中，性能优越，加上高效快速的PTD程控制作，构成一款性能比较优越的三相低压无刷直流控制器。
主要功能
A、电压48V、欠压42V巡航指示
B、过流保护、短路保护
C、欠压保护
D、巡航功能
E、电子刹车功能（ABS）
F、刹车功能
G、限速功能
H、驱动电路监测功能
J、YBS仪表接口，SMD正极点和负极点共正负仪表为24V－负24V
K、防飞车功能
L、无霍尔功能
M、三档变速功能
N、倒车功能
O、零功耗自动报警功能
接线图流程
本控制器对电机的接线有较好的记忆法。可巧妙移置了电子元件的色标法，对电机的输出线与传感器（信号线）作对应连接，接法如下：
无刷控制器接线图流程
U（黄色）V（蓝色）W（绿色）对应电机的ABC三相，如果电机运转正常但方向不对，只需要将具体的输出线和霍尔信号线两相任意调换。
注：电源线中地线为黑色，正极36V或48V为红色线，其它为控制信号线。
无刷直流控制器接口
A、控制器常用接口
a.刹车接口，控制器常用刹车接口电平方式
b.调速接口
c.电机输出及霍尔信号接口
d.指示灯接口
B、根据厂商具体要求，本控制器预留部分接口，具体如下：
a.限速接口
b.高/低电平刹车调整
c.60度及120度电机选择接口（R14取2.2K或不用）
d.巡航接口/ABS电子刹车，程序为高电平刹时为巡航，为低电平刹车时为电子刹车
注意事项
a.各元件参数对应焊接，直插器件焊接引脚尽量短
b.康铜丝参数要求其电阻为3毫欧，直径为1.5MM，长度约为2.5CM时控制器工作电流为27A+1A，如选用其它型号的康铜丝代用时可自行计算（部分电机不能匹配时，则需要提供电机对控制器参数重新调整）对于350W电机工作在48V或36V时电流一般取18A或16A，250W电机工作在36V则取14V，控制器静态电流50MA空载电流在1.5A。
用万用表的+20V直流电压档，并将黑表笔接地线，红表笔分别测量三个引线的电压情况，记录下三根引线的高低电压。
轻微转动电机，让电机转过一个最小磁拉力角度，再次测量并记录下三根引线的高低电压，如此测量记录6次。
们用1表示高电位，用0表示低电位，那么，如果是60度无刷电机，连续转动6个最小磁接力角度，则测量出的霍耳真值信号应该是：100、110、111、011、001、000。
调整三个霍耳元件引线的引脚顺序变化，这样对于60度无刷电机的A、B、C三个相位就判断出来了。另外，电机铭牌上一般都有标识参数的。
BLDC驱动为方波驱动，PMSM为正弦波驱动
驱动器把直流逆变为3相U\V\W来驱动电机
