【導讀】本應用筆記介紹了采用 Z32F128 微控製器的三相 BLDC 電機的空間矢量調製。它演示了微控製器如何實現 BLDC 電機高效、經濟的矢量調製。

本應用筆記介紹了采用 Z32F128 微控製器的三相 BLDC 電機的空間矢量調製。它演示了微控製器如何實現 BLDC 電機高效、經濟的矢量調製。

可以通過在六邊形內創建旋轉電壓參考矢量來控製三相 BLDC 電dian機ji，該gai電dian壓ya參can考kao矢shi量liang的de旋xuan轉zhuan速su度du決jue定ding電dian機ji旋xuan轉zhuan的de頻pin率lv。本ben應ying用yong筆bi記ji中zhong討tao論lun的de空kong間jian矢shi量liang調tiao製zhi應ying用yong使shi用yong帶dai有you三san個ge用yong於yu角jiao度du位wei置zhi反fan饋kui的de霍huo爾er傳chuan感gan器qi的de BLDC 型電機。

討論

電動機由定子和固定框架組成
，其中旋轉部件或轉子安裝在帶有軸承的軸上。在三相 BLDC 電機中，定子配有三組電感器繞組，由三個交流電壓輸入供電，這些電壓輸入彼此相位偏移 120 度，以產生旋轉磁通量場。該定子磁通場對轉子的永磁體磁通場施加磁力
，從而在輸出軸上產生扭矩。

在三相電機控製應用中
，電機的輸入電壓由三相逆變橋產生。該橋包含三個互補的源極/漏極晶體管對，它們將接地或總線電壓 DC 連接到其三個輸出中的每一個，以響應來自微控製器的數字控製信號。Z32F128 ARM MCU 在電橋控製信號上使用 PWM
，在電橋輸出上生成三個近似正弦交流波形，並具有所需的 120 度相位偏移。

每個微控製器 PWM 輸出的占空比都會變化
，以控製所生成的交流信號的周期和幅度，進而確定電機的速度和扭矩。

操作原理

與三次諧波注入正弦 PWM 類似，空間矢量調製方法利用了大約 15% 以上的可用總線電壓，因此提高了電機運行效率。

圖 1 旋轉矢量受 ± VBUS 和 VBUS 電壓中心的約束

與注入三次諧波的正弦 PWM 不同
，相電壓的中性點被限製為總線電壓的二分之一

，如圖 1 所示。

圖 2 空間矢量調製的總線電壓利用率

空間矢量調製不受 VBUS 和中心電壓的限製，並且可以浮動在空間中，如圖 2 所示。

與在逆變器的每個推/挽級中分別生成正弦電流的正弦 PWM 不bu同tong，空kong間jian矢shi量liang調tiao製zhi將jiang整zheng個ge逆ni變bian器qi作zuo為wei單dan個ge單dan元yuan進jin行xing操cao作zuo以yi產chan生sheng正zheng弦xian電dian流liu。在zai此ci過guo程cheng中zhong
，逆ni變bian器qi在zai六liu邊bian形xing內nei的de八ba種zhong不bu同tong狀zhuang態tai下xia運yun行xing，其qi中zhong兩liang種zhong狀zhuang態tai被bei稱cheng為wei零ling矢shi量liang，因yin為wei它ta們men不bu產chan生sheng電dian壓ya
，而er六liu種zhong狀zhuang態tai則ze產chan生sheng非fei零ling電dian壓ya。

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