直流无刷电机电流检测技术的研究.Stamped

无刷直流电机直接转矩控制系统的相电流检测及处理杨婷婷;张兰红;王韧纲【摘要】无刷直流电机(BLDCM)直接转矩控制系统中,相电流的正确检测是实现转矩控制的前提.研究了BLDCM电磁转矩与相电流的关系,设计了相电流检测的硬件电路与软件算法.由霍尔电流传感器检测出相电流大小,经调理电路送入DSP的AD 转换模块.针对AD转换带来的偏移和增益误差,采用最小二乘法及线性拟合函数进行数据校正;针对个别数据导致的偶然误差,提出了电流复合滤波方法;针对周期性干扰,在AD校正后加入了一阶滞后滤波.试验结果证明,所采用的相电流检测与处理方式降低了电流检测误差,实现了转矩的实时观测与直接控制,有效抑制了转矩脉动.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2019(046)002【总页数】8页(P87-94)【关键词】无刷直流电机;直接转矩控制;相电流;复合滤波【作者】杨婷婷;张兰红;王韧纲【作者单位】江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013;盐城工学院电气工程学院,江苏盐城224003;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013;盐城工学院电气工程学院,江苏盐城224003;江苏友和动力机械有限公司,江苏盐城224003【正文语种】中文【中图分类】TM330 引言无刷直流电机(BLDCM)具有紧凑、易维护、成本低、效率高等优点，在医疗、汽车、家用电器等众多领域得到广泛应用[1-6]。

BLDCM齿槽效应、电磁因素以及电流换相等导致电机存在明显的转矩脉动，影响电机的稳定运行。

继矢量控制之后兴起的直接转矩控制(DTC)对转矩脉动有良好的抑制效果[7-9]。

BLDCM的电磁转矩由相电流计算得到，相电流检测精度对BLDCM控制性能有较大影响。

本文使用霍尔电流传感器来检测相电流，将相电流采样信号转换为AD芯片能读取的电压信号。

实际应用中因模块自身硬件以及外界环境干扰等因素限制，导致AD 转换结果不太理想。

为提高控制性能，在数据处理上通常会使用较为简便的均值滤波算法，但均值滤波不能剔除偶然出现的脉冲性干扰。

一种新型直流电机测速方案研究与分析直流电机是一种非常常见的电动机，广泛应用于工业生产和日常生活中的各种设备中。

测速是对电机运行状态实时监测的一种重要手段，可以帮助用户判断电机运行是否正常，并采取相应的措施进行调整和维护。

研究和分析一种新型直流电机测速方案具有重要的意义。

传统的直流电机测速方案主要是采用编码器和霍尔传感器等硬件设备来实现。

这种方式虽然准确可靠，但安装和调试过程比较复杂，成本较高。

而且，由于硬件设备与电机之间存在一定的距离，信号传输的延迟和干扰也会对测速结果产生一定的影响。

针对以上问题，研究人员提出了一种新型直流电机测速方案，主要基于电机自身的特点和电流信号的变化来实现。

具体步骤如下：通过对电机的结构和工作原理进行分析，确定电机的转速与电流之间存在一定的关系。

即在电机转速变化的电流信号的波形和幅值也会发生相应的变化。

然后，设计一个合适的电流传感器，用于检测电机的工作电流，并将检测到的电流信号输入到测速系统中。

传感器可以是基于霍尔效应的传感器，也可以是基于磁阻或电感的传感器。

传感器的选择应考虑到成本、精度和可靠性等因素。

接下来，通过对电流信号进行数据处理和分析，提取出与电机转速相关的特征参数。

可以采用数字信号处理技术，如滤波、频谱分析和相关分析等方法，对电流信号进行处理。

通过与实际的转速数据进行对比和验证，确定特征参数的准确性和可靠性。

建立一个数学模型，将电机转速与特征参数之间的关系进行建模和预测。

可以采用回归分析、神经网络或遗传算法等方法，对测速方案进行建模。

通过模型的训练和测试，可以得到一个准确可靠的测速方案。

一种新型直流电机测速方案的研究与分析，主要是通过对电机自身特点和电流信号的变化进行分析和处理，实现对电机转速的测量和监测。

该方案具有简化安装和调试过程、降低成本和提高准确性等优点，将在直流电机控制和监测领域得到广泛应用。

电动汽车用永磁无刷直流电机电流检测技术的研究摘要：本文通过两种电流检测方法，研究了电动汽车用永磁无刷直流电机电流检测系统，并进行对比分析优缺点。

关键词：采样法；闭环控制1.电流检测研究思路由永磁无刷直流电机基本公式可以知道电磁转矩与相电流成正比，只需控制无刷直流电机的相电流，就可以控制无刷直流电机的转矩。

因而对转矩的闭环控制实际上就是对电机相电流的闭环控制。

另外，不但需要考虑电池的瞬时最大放电电流，电池输出功率，还要考虑逆变器功率开关器件的最大允许电流。

2.电流检测方法1）两相电流采样法，要对电流进行闭环控制就必须对电流进行采样。

在电动状态时，由于无刷直流电机为两相导通方式，任意时刻只有两相导通，导通的两相电流大小相等，方向相反，因而只需要检测一相电流就可以知道另一相电流；由导通的逻辑可以知道，只需采样电机两相电流，就可以对电机的三相电流进行控制，这是因为第三相的电流可以由被采样的两相电流得到。

由发电回馈制动原理可以知道，当无刷直流电机工作在发电回馈状态时，仍然满足任意时刻只有两相导通，另一相悬空，且导通的两相电流大小相等，方向相反的关系。

因此，同样可以只采样两相电流就可以满足对电机相电流进行控制的要求。

为了满足电动汽车电机控制系统的要求，除了要对电机相电流进行控制，还需要知道流过逆变器开关器件的瞬时电流的大小，防止逆变器过流；知道直流母线电流的大小，并将直流母线电流控制在蓄电池允许的范围之内。

逆变器器件上流过的电流是和电机相电流一致的，逆变器上瞬时电流最大的时刻出现在对电流导通相电流进行控制的时间段。

因而采用这种检测方式可以很方便的对逆变器瞬时峰值电流进行限制。

电机驱动系统对直流母线电流的大小，要求没有电机相电流高，只需要控制直流母线电流的平均值就可以满足要求。

而直流母线电流可以通过功率守恒来求得，这是因为电动机的输入功率等于其电磁功率与铜耗之和，也就是：P1=Pcu+Pem 其中P1 表示蓄电池输入电机的功率也就是永磁无刷直流电机的输入功率，Pem表示电机的电磁功率，Pcu表示电机铜耗。

第1篇一、实验目的1. 了解直流无刷电机的结构和工作原理。

2. 掌握直流无刷电机的驱动电路和控制方法。

3. 分析直流无刷电机的电气特性和调速特性。

4. 通过实验验证直流无刷电机的性能和效率。

二、实验原理直流无刷电机（BLDCM）是一种无刷、无电刷的直流电机，其通过电子换向器来改变电流方向，从而实现电机的转动。

与传统有刷直流电机相比，无刷直流电机具有以下优点：1. 寿命长：无刷电机没有碳刷磨损，因此寿命更长。

2. 高效率：无刷电机的能量转换效率高，可以达到90%以上。

3. 高速性能：无刷电机可以达到更高的转速。

4. 无火花：无刷电机没有电刷，因此不会产生火花。

直流无刷电机的驱动电路主要包括以下部分：1. 霍尔传感器：用于检测电机的转子位置。

2. 驱动芯片：用于控制电机的换向。

3. 电机绕组：由漆包线和绝缘材料组成。

4. 电源：提供直流电压。

三、实验设备1. 直流无刷电机：型号为NMB 2406KL-04W-B36，额定电流0.14A。

2. 霍尔传感器：用于检测电机的转子位置。

3. 驱动芯片：用于控制电机的换向。

4. 电机绕组：由漆包线和绝缘材料组成。

5. 电源：提供直流电压。

6. 示波器：用于观察电机绕组的电压波形。

7. 光电反射式转速表：用于测量电机的转速。

四、实验步骤1. 组装电机驱动电路：根据实验原理图，将霍尔传感器、驱动芯片、电机绕组和电源连接起来，组装成电机驱动电路。

2. 连接实验设备：将组装好的电机驱动电路与示波器和光电反射式转速表连接起来。

3. 启动电机：打开电源，启动电机，观察电机是否能够正常转动。

4. 观察电机转速：使用光电反射式转速表测量电机的转速，记录数据。

5. 观察电机绕组电压波形：使用示波器观察电机绕组的电压波形，分析电机的电气特性。

6. 调整电机转速：通过改变电源电压，调整电机的转速，观察电机的转速变化情况。

7. 分析实验数据：根据实验数据，分析电机的电气特性和调速特性。

无刷直流电机的关键技术研分析综述目录无刷直流电机的关键技术研分析综述 (1)1.1无刷直流电机的结构 (1)1.1.1电机本体 (1)1.1.2位置传感器 (2)1.2无刷直流电机的工作原理 (2)1.3无刷直流电机的数学模型 (5)1.3.1电压方程 (5)1.3.2感应电动势方程 (6)1.3.3工作特性 (6)1）启动特性 (7)2）调速原理 (7)工作条件：保持电压U=U N，保持电阻R=R a (7)1.1无刷直流电机的结构无刷直流电机本体总体结构示意图如图1.1所示。

图1.1无刷直流电动机的结构示意图其中，1为主定子、2为主转子、3为传感器定子，4为传感器转子，5为电子换向开关电路。

1.1.1电机本体电机本体在结构上与永磁同步电动机相似，是由定子和转子组成的。

图1.2无刷直流电机本机截面示意图无刷直流电动机电枢绕组放到定子上。

多相绕组与电子开关电路相连接。

绕组联结方式有两种：星型联结和三角形联结。

在电机运行过程中，定子绕组在能量转换部分扮演着主要角色。

转子是电动机的传动装置，通电后的定子绕组的合成磁场和转子产生的磁场相互作用产生转矩使得转子的转动。

由三部分组成：永磁体、支撑部件和导磁体。

永磁体和导磁体是形成磁场的核心部件，在很大程度上决定了电动机的特性。

可分为凸出式、嵌入式和插入式三种。

1.1.2位置传感器位置传感器是无刷直流电动机系统的关键部件之一，也是区别于有刷直流电动机的主要标志。

其作用是：实时检测转子的位置，将转子的位置信号转换成电信号，为主控芯片转子位置信息，使主控芯片发出正确的换相信息，以控制功率开关器件使其导通或者截止，使电动机电枢绕组中的电流能够随着转子位置的变化而按次序换相通电，气隙中形成步进式的旋转磁场，从而驱动转子连续不断地旋转。

无刷电机霍尔位置传感器是将有关外围电子元件集成在一起，组成一个有源的磁敏集成电路。

通常将霍尔芯片（一矩形半导体薄片）、放大器、温度补偿电路、电源稳压电路、输出级等制作在同一块硅片上，然后用塑料封装。

一种新型直流电机测速方案研究与分析直流电机是一种常见的电机类型，在工业领域中应用广泛。

测速是对电机运行状态进行监测和控制的必要步骤，而测速方案的选择对电机系统的性能和稳定性有着重要的影响。

本文将介绍一种新型直流电机测速方案的研究与分析，以改善电机系统的性能和稳定性。

1.研究背景传统的直流电机测速方案主要包括编码器测速、霍尔传感器测速和反电动势测速等。

然而，这些传统方案存在一些局限性，比如编码器测速需要增加附加装置成本高、霍尔传感器测速分辨率低、反电动势测速只适用于定速运行等。

因此，研究并开发一种新型直流电机测速方案具有重要的现实意义。

2.研究内容本文研究的新型直流电机测速方案基于磁场分布测速原理。

在电机转子上安装磁场传感器，通过检测磁场分布的变化来获取电机的转速信息。

该方案的优点是无需额外的附加装置，不会增加系统成本和复杂度，同时具有较高的测速精度和稳定性。

3.研究方法首先，在实验室搭建直流电机系统，并设置合适的参数和工作条件。

然后，设计并安装磁场传感器在电机转子上，并根据磁场分布的变化来计算电机的转速。

通过对比实验结果和标准测速方案（如编码器测速）的数据，评估新型测速方案的性能和准确性。

4.研究成果与分析经过实验测试和数据分析，发现新型直流电机测速方案具有较高的测速精度和稳定性。

与传统的编码器测速相比，新型方案无需额外的装置和成本，同时在测速精度和响应速度上也有一定的优势。

因此，该方案在直流电机系统中具有较好的应用前景和市场潜力。

5.研究展望未来，可以进一步优化磁场传感器的设计和位置安装，提高测速的精度和稳定性。

同时，可以考虑将该方案应用于不同类型的直流电机系统中，验证其适用性和通用性。

此外，还可以探索将该方案与其他测速技术相结合，进一步提升电机系统的性能和控制能力。

综上所述，本文研究了一种新型直流电机测速方案，并通过实验验证了其性能和优点。

该方案的提出为直流电机系统的测速和控制提供了新的思路和解决方案，具有一定的实用和推广价值。

无刷直流电机电流测量的探究杨晨娜【摘要】In recent years,brushless DC motor in industrial control field is applied more and more widely, and the current measurement is the premise to realize effective control method,and the basis to improve the control performance too.In this paper,based on the TMS320LF2407ADSP controller,sampling of the current free brush DC motor,and filtering by using two order Butterworth low-pass filter,a current smoother,effectively control the motor to reach.%近几年，无刷直流电机在工业控制领域的应用越来越广泛，而有效的电流测量是控制方法实现的前提，也是提高控制性能的基础。

本文基于TMS320LF2407ADSP控制器，对无刷直流电机电流进行采样，并利用二阶巴特沃思低通滤波器进行滤波，得到较为平滑的电流，到达有效控制电机的目的。

【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2014(000)021【总页数】2页(P43-44)【关键词】无刷直流电机;电流;二阶巴特沃思低通滤波器【作者】杨晨娜【作者单位】西安职业技术学院，陕西西安，710032【正文语种】中文无刷直流电机采用电子换向取代机械换向，具有交流电机结构简单、运行平稳、噪音小、维护方便等优点；同时具有直流电机线性机械特性、调速特性以及优良的控制性能；另外它损耗小、容量大、体积小、干扰小、寿命长等一系列优点。

（19）中华人民共和国国家知识产权局（12）发明专利申请（10）申请公布号CN102820840A（43）申请公布日 2012.12.12（21）申请号CN201110154761.9（22）申请日2011.06.10（71）申请人北京理工大学地址100081 北京市海淀区中关村南大街5号北京理工大学机电学院智能机器人研究所（72）发明人蒋志宏;杨健;李丹凤;李辉;黄强（74）专利代理机构代理人（51）Int.CIH02P6/16;H02P6/22;权利要求说明书说明书幅图（54）发明名称一种直流无刷电机电流采样的方法（57）摘要本发明公开了一种直流无刷电机的电流采样方法，通过利用增量码盘确定电机的空间位置。

在电机上电启动后，待增量式光电码盘找到其零位，利用光电码盘来确定电机的位置信息，同时霍尔传感器停止使用。

由于采用两相导通三相六状态方式，在任意时刻，不导通的一相绕组相电流为零，导通的两相绕组相电流大小相等，方向相反。

这样在电机换相时，就可以采样另一导通相的电流，避开电机换相点处的电流的波动，从而实时保证电机电流采样的准确，保证电机控制的精度。

法律状态法律状态公告日法律状态信息法律状态2012-12-12公开公开2013-01-30实质审查的生效实质审查的生效2015-07-01发明专利申请公布后的视为撤回发明专利申请公布后的视为撤回权利要求说明书一种直流无刷电机电流采样的方法的权利要求说明书内容是....请下载后查看说明书一种直流无刷电机电流采样的方法的说明书内容是....请下载后查看。

无刷直流电机的测试方法
无刷直流电机的测试方法可以分为静态测试和动态测试两种。

静态测试：
1. 额定电压测试：将无刷直流电机连接到额定电压的电源上，测量电机的空载转速和空载电流。

2. 额定电流测试：将无刷直流电机连接到额定电流的电源上，测量电机的负载转速和负载电流。

3. 电阻测试：使用万用表或电阻计测量电机的绕组电阻，包括相间电阻和相内电阻。

4. 绝缘测试：使用绝缘电阻计或绝缘测试仪测量电机的绝缘电阻，以判断绝缘性能是否符合要求。

5. 功率测试：测量电机的输入功率和输出功率，计算电机的效率。

动态测试：
1. 转矩测试：使用转矩传感器或力矩表测量电机的输出转矩。

2. 转速测试：使用转速传感器或编码器测量电机的转速。

3. 加速度测试：测量电机从静止状态加速到额定转速所需的时间，以评估电机的动态性能。

4. 调速性能测试：通过改变电机的输入电压或电流，测量电机的转速变化，以评估电机的调速性能。

5. 负载特性测试：将电机连接到负载上，测量电机在不同负载下的转速和转矩，以评估电机的负载特性。

在进行测试时，需要使用专业的测试设备和仪器，并按照
相关标准和规范进行操作，以确保测试结果的准确性和可靠性。