【導讀】無刷直流（BLDC）電機和永磁同步電機（PMSM）擺bai脫tuo了le電dian刷shua及ji換huan向xiang器qi，相xiang比bi有you刷shua電dian機ji帶dai來lai更geng高gao的de效xiao率lv和he更geng長chang的de壽shou命ming，因yin而er在zai許xu多duo應ying用yong中zhong越yue來lai越yue受shou到dao歡huan迎ying。為wei消xiao除chu電dian刷shua和he換huan向xiang器qi，這zhe些xie電dian機ji利li用yong電dian子zi產chan生sheng的de旋xuan轉zhuan磁ci場chang
，並bing通tong過guo外wai部bu電dian路lu來lai調tiao節jie相xiang電dian壓ya及ji電dian流liu來lai實shi現xian。

超越傳統有刷電機

無刷直流（BLDC）電機和永磁同步電機（PMSM）擺bai脫tuo了le電dian刷shua及ji換huan向xiang器qi，相xiang比bi有you刷shua電dian機ji帶dai來lai更geng高gao的de效xiao率lv和he更geng長chang的de壽shou命ming
，因yin而er在zai許xu多duo應ying用yong中zhong越yue來lai越yue受shou到dao歡huan迎ying。為wei消xiao除chu電dian刷shua和he換huan向xiang器qi，這zhe些xie電dian機ji利li用yong電dian子zi產chan生sheng的de旋xuan轉zhuan磁ci場chang，並bing通tong過guo外wai部bu電dian路lu來lai調tiao節jie相xiang電dian壓ya及ji電dian流liu來lai實shi現xian。

此類電路固然增加了一些複雜性
，但與傳統有刷電機相比，BLDC和PMSM具備很大優勢——對比以相同速度運行的有刷電機
，其電子換向方案可將能效提升20%至30%，而且更耐用、更小
、更輕、更安靜。

磁場定向控製（FOC）是一種用於PMSM的控製技術，在最大限度減少轉矩紋波和擴大速度工作範圍方麵性能優越。目前
，這一技術正變得越來越流行


，並開始出現在成本更高、性能更強的電動工具和白色家電中。在微控製器（MCU）上進行嵌入式編程是實現FOC相關特性和功能的常見選擇，同時還能在優化整體解決方案的同時滿足每個應用的要求。

本篇博文概述了Qorvo設計峰會相關網絡研討會的內容。該研討會探討了基於FOC的BLDC/PMSM電機設計
，包括如何對微控製器芯片編程以訪問並管理電機運行的示例
，請點擊閱讀原文查看。

磁場定向控製的基本原理

在任何有關無刷電機的討論中
，都會經常出現正弦波、tixingbohecichangdingxiangkongzhidengshuyu。lijiezhexieshuyushizhangwojibengainiandediyibu。shejifenghuidexiangguanshipinduicijinxinglegaishu，bingzaibenzhangjiezhongzuojianyaozongjie。zaishiyongdianchihuoqitazhiliudianyuandedianxingdianjiqudongxitongzhong
，gonglvjitigongsanxiangjiaoliudian。rutu1所示，BLDC或PMSM電機的電流驅動可基於六步梯形控製或磁場定向控製。

在任何有關無刷電機的討論中，都會經常出現正弦波、tixingbohecichangdingxiangkongzhidengshuyu。lijiezhexieshuyushizhangwojibengainiandediyibu。shejifenghuidexiangguanshipinduicijinxinglegaishu，bingzaibenzhangjiezhongzuojianyaozongjie。zaishiyongdianchihuoqitazhiliudianyuandedianxingdianjiqudongxitongzhong，gonglvjitigongsanxiangjiaoliudian。rutu1所示，BLDC或PMSM電機的電流驅動可基於六步梯形控製或磁場定向控製。

圖1：梯形控製和FOC的區別

在采用梯形控製的設計中，電流僅在兩個相位中傳導；在浮動相位時，則會獲取傳感器讀數。此時，可監測反向電動勢（BEMF）的值以推斷轉子位置。雖然BLDC電機設計通常具有較高的轉矩紋波，但這種方法更簡單，實施成本也更低。

PMSM電機的FOC實現在三個相位中的每一個相位均導通電流
；每個相位的電流、電壓和功率，與其它相位的電流、電壓和功率偏移120度。這種方式最大限度地減少了轉矩紋波；電機角度也連續更新。此類正弦波控製主要用於PMSM電機
，需要更複雜的電子監測控製電路。交流電機的控製基本上等同於使用FOC控製直流電機。

如圖2所suo示shi，轉zhuan矩ju由you電dian流liu控kong製zhi環huan路lu監jian測ce和he控kong製zhi。來lai自zi三san相xiang逆ni變bian器qi的de反fan饋kui信xin息xi被bei饋kui送song至zhi電dian流liu感gan應ying電dian路lu，並bing中zhong繼ji到dao控kong製zhi回hui路lu，以yi保bao持chi精jing確que的de扭niu矩ju水shui平ping。電dian機ji位wei置zhi模mo塊kuai對dui電dian壓ya和he電dian流liu值zhi進jin行xing采cai樣yang
，通tong過guo一yi係xi列lie變bian換huan操cao作zuo提ti供gong電dian機ji的de角jiao度du和he速su度du水shui平ping。

圖2：基於FOC實現的基本組件

其他要點

前文對FOCjibenyuanlidegaishu
，weininzhanxianleyigejianshidekuangjiamoxing，yibiangenghaodilijiegujianruheyongyugebiegongnengdepeizhi。xiangguanshejifenghuishipinduidianxingliuchengjinxinglegengxiangxidejieshi
，hangaiyixianeirong：

Qorvo的FOC解決方案與可用IP列表，以及對部分功能的深入介紹

如何運行電機的分步說明，包括：

    1)硬件設置

    2)固件準備

    3)電機參數識別——自動調諧

    4)通過GUI或調諧後的電機參數文件(.xml)操作電機

    5)調試工具及更多信息

電機控製技術的巨大進步

，為充分利用BLDC/PMSM電機的效率

、功率處理和可管理性並進行創新產品設計提供了大量機會。

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