2009 Microchip Technology Inc. DS01299A_CN 第 1 页
AN1299
引言
大量的电机控制应用一直在持续不断地寻求提高效率同
时降低系统成本的方法。这是两个推动改进现有电机控
制技术的主要因素。现有的控制方法有梯形控制、标量
控制以及磁场定向控制 （Field-Oriented Control，
FOC）等。
近年来， FOC 已经变得更受欢迎，其原因在于实现该
技术所需的成本已不再是一个限制因素。现在，可用的
技术和制造工艺使得在 16 位定点机（诸如 dsPIC
®
数字
信号控制器 （Digital Signal Controller， DSC））中实
现这种控制方法成为可能。
在中、低成本应用中，效率是使得 FOC 比标量和梯形
控制方法更受欢迎的另一个原因。 FOC 同样很适合具
有以下硬件需求的应用：低噪声、低转矩纹波以及在较
大速度范围内要求良好的转矩控制。
磁场定向控制的实现可以使用位置传感器，诸如编码器、
旋转变压器或者霍尔传感器。但是， 并不是所有的电机
控制应用都需要旋转变压器或编码器提供的精细度；而
且，在很多情况下，应用不需要零速控制。
这些应用是无传感器方法的完美目标应用，在无传感器
方法中，可以使用流经电机线圈的电流提供的信息，对
电机位置进行估计。实现该传感技术可采用以下两种途
径：双分流电阻和单分流电阻。
为了估计电机位置，双分流电阻技术利用的是流过两个
电机线圈的电流所蕴含的信息。单分流电阻技术仅利用
流经直流母线的电流所蕴含的信息，进而重构三相电
流，然后估计电机位置。
本应用笔记将讨论单分流方法。至于双分流电阻方法的
信息，请参阅应用笔记 AN1078，《PMSM 电机的无传
感器磁场定向控制》。
电流测量
流经电机线圈的电流中所蕴含的信息，使得电机控制算
法能够把电机控制在产生最大转矩的区间，或者控制电
机使之呈现某种性能，甚至能够近似或估计诸如位置这
样的内部电机变量。
三相交流感应电机 （AC Induction Motor， ACIM）、 永
磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，
PMSM）以及无刷直流 （Brushless Direct Current，
BLDC）电机，使用三相逆变器作为其优选拓扑。如图 1
所示的这种拓扑，允许对施加给每个线圈的电能进行单
独控制，从而使得电机运行更加高效。
图 1： 三相逆变器拓扑
作者：
Daniel Torres and Jorge Zambada
Microchip Technology Inc.
3 相
逆变器整流器
直流母线
三相交流
电机
PMSM 无传感器 FOC 的单分流三相电流重构算法
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