无传感器BLDC电机扭矩控制：平均电流方法解析

"通过平均电流方法实现对BLDC电机扭矩的精确控制是电子技术和电机控制领域的一个重要课题。本文探讨了如何在无传感器的BLDC电机系统中，利用平均电流调控来提升扭矩控制的精度和效率。 BLDC（无刷直流电机）在各种应用中广泛使用，如空调系统的风机，主要得益于其高效率和较低的成本。对于无传感器控制的BLDC电机，直接控制扭矩的关键在于电流环的精确性，因为扭矩与电机的平均电流直接相关。然而，传统的电流感应方法可能存在非线性问题，而更精确的解决方案可能过于昂贵。 一种创新的技术是通过在PWM（脉宽调制）周期的中心时刻采样直流链路电流，以此来克服非线性和成本问题。这种方法被集成到专为无刷直流电机无传感器控制设计的控制芯片中。它提供了一种更为线性的平均电流控制，从而更好地控制电机扭矩。 传统的六步驱动方法虽能调整平均直流链路电流，但这实际上调节的是功率，而不是扭矩。由于在恒定直流链路电压下，改变平均电流会导致功率输出的变化，进而使得电机电流（即扭矩）随负载变化而反向变化。简单的占空比补偿策略无法克服滤波器时间常数的影响，因此通常效果不佳。 另一种可能的方案是在PWM锁止时间内监测三个绕组电流，但这样需要两个电流传感器，增加了成本。还有一种经济且简单的办法是调节每个PWM周期的峰值电流，但这会导致非线性响应，因为在低速和高速时，相电流的增加速度会因反电动势（BEMF）的差异而不同。 为了实现线性扭矩控制，必须将平均相电流反馈给电流调节器。理想情况下，可以通过直流链路电流的旁路电阻直接获取相电流信息，这种方式既经济又简便。然而，直流链路电流并非连续，仅在PWM开通期间呈现，因此需要特别设计的采样和处理策略来确保准确的平均电流测量。 平均电流方法是实现BLDC电机精确扭矩控制的一种有效途径，它涉及到电机控制理论、PWM调制、电流反馈和非线性控制问题的综合运用。通过巧妙的设计和技术创新，可以克服传统方法的局限，提高电机系统的性能和成本效益。"