1 選擇合適的電機參數(shù)

在CW32電機驅(qū)動控制開發(fā)中，為應(yīng)用選擇正確的電機類型很重要。必須根據(jù)負載特性選擇參數(shù)正確的電機。為給定應(yīng)用選擇電機要考慮的三個參數(shù)是：應(yīng)用所需的峰值轉(zhuǎn)矩、RMS轉(zhuǎn)矩和工作轉(zhuǎn)速范圍。

峰值轉(zhuǎn)矩（TP）

該應(yīng)用所需要峰值（或者說最大值）轉(zhuǎn)矩可以通過將負載轉(zhuǎn)矩（TL）、慣性轉(zhuǎn)矩（TJ）和克服摩擦所需的轉(zhuǎn)矩（TF）相加得到。

還有一些因素會對峰值轉(zhuǎn)矩的總體要求有影響。例如，氣隙中的空氣電阻造成的電阻損失?？紤]因素的具體影響是很復(fù)雜的。經(jīng)驗告訴我們，計算轉(zhuǎn)矩時要留出20%的安全裕度。所以有以下公式：

慣性轉(zhuǎn)矩（TJ）是將負載從靜止加速，或者從低速加速到高速所需的轉(zhuǎn)矩。這可以通過將包括轉(zhuǎn)矩慣量在內(nèi)的負載慣量和負載加速度相乘而算出。如式（2）所示。

其中，JL+M是負載與轉(zhuǎn)子慣量之和，α是所需加速度。

連接到電機軸上的機械系統(tǒng)決定了負載轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn)矩。

RMS轉(zhuǎn)矩要求（TRMS）

均方根（Root Mean Square，RMS）轉(zhuǎn)矩可粗略地理解為該應(yīng)用所需的平均連續(xù)轉(zhuǎn)矩。這取決于許多因素。峰值轉(zhuǎn)矩（TP）、負載轉(zhuǎn)矩（TL）、慣性轉(zhuǎn)矩（TJ），摩擦轉(zhuǎn)矩（TF）和加速、減速及起動次數(shù)。

式3給出了典型應(yīng)用所需要RMS轉(zhuǎn)矩的計算，其中TA是加速時間，TR是起動時間，而TD是減速時間。

轉(zhuǎn)速范圍

這里講的轉(zhuǎn)速指的是驅(qū)動應(yīng)用所需的電機轉(zhuǎn)速，由應(yīng)用的類型決定。例如，像吹風(fēng)機之類的應(yīng)用，轉(zhuǎn)速變化不太頻繁，吹風(fēng)機的最高轉(zhuǎn)速可以是所需電機轉(zhuǎn)速的平均值。但是在點對點定位系統(tǒng)（例如高精度傳送帶運動和機械臂運動）中，就要求電機的額定轉(zhuǎn)速高于平均移動速度。較高的工作轉(zhuǎn)速是梯形轉(zhuǎn)速曲線的組成部分，使得電機的平均轉(zhuǎn)速等于系統(tǒng)的移動速度。梯形曲線如圖1所示?？紤]到?jīng)]有計算在內(nèi)的各種因素，憑經(jīng)驗建議留有10%的安全裕度。

2 典型的BLDC電機應(yīng)用

CW32MCU的相關(guān)BLDC電機控制，可以應(yīng)用于市場中的各個領(lǐng)域。汽車、家電、工業(yè)控制、自動化、航空等等都可以使用BLDC電機。從中，可以把BLDC電機控制的類型分為三個主要類別：恒定負載、變化負載和定位應(yīng)用。

恒定負載應(yīng)用中，轉(zhuǎn)速的變化比保持設(shè)定轉(zhuǎn)速的精度更重要。此外，加速度和減速度不會動態(tài)變化。在這類應(yīng)用中，負載直接連接到電機軸。例如風(fēng)扇，泵和吹風(fēng)機即可歸于這類應(yīng)用。這類應(yīng)用需要低成本控制器，多數(shù)運行在開環(huán)狀態(tài)，像CW32L010這種高性價比芯片，對此類多數(shù)應(yīng)用需求均可勝任。

變化負載應(yīng)用中，當電機轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)時，負載會發(fā)生變化。這類應(yīng)用可能需要高速控制精度和良好的動態(tài)響應(yīng)。家用電器中的洗衣機、干衣機和壓縮機就是很好的例子。在汽車應(yīng)用中，燃料泵控制、電子轉(zhuǎn)向控制、引擎控制和電動車輛控制是很好的例子。它在航空航天業(yè)也有用武之地，如離心機、泵、機械臂控制、陀螺儀控制等等。這些應(yīng)用可能使用轉(zhuǎn)速反饋設(shè)備，并運行在半閉環(huán)和全閉環(huán)狀態(tài)。這些應(yīng)用使用高級控制算法，從而增加了控制器的復(fù)雜性。同時也提高了整個系統(tǒng)的造價，而CW32F030CW32A030(車規(guī)級別)CW32L011CW32L012在面對此類控制的穩(wěn)定性和性能需求可以很好滿足。

多數(shù)工業(yè)和自動化應(yīng)用都可以歸于定位應(yīng)用類。此類應(yīng)用具有某種傳動機制，可能是機械齒輪或定時傳送帶，也可能是簡單的傳送帶驅(qū)動系統(tǒng)。在這些應(yīng)用中，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的動態(tài)響應(yīng)很重要。同時，這些應(yīng)用可能需要頻繁切換轉(zhuǎn)向。典型的轉(zhuǎn)向切換過程包括一個加速階段、勻速階段和減速階段，如圖1所示。電機上的負載在所有這些階段都可能變化，因而需要復(fù)雜的控制器。這些系統(tǒng)多數(shù)運行在閉環(huán)狀態(tài)?？赡苡腥齻€控制環(huán)在同時工作：轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、轉(zhuǎn)速控制環(huán)和位置控制環(huán)。用光電式編碼器或同步解算器測量電機的實際轉(zhuǎn)速。某些情況下，也可用這些傳感器獲取相對位置信息，或者用獨立的位置傳感器獲取絕對位置。計算機數(shù)控機床就是很好的例子。此類應(yīng)用大量用于過程控制、機械控制和傳送裝置控制中。而武漢芯源半導(dǎo)體的最新產(chǎn)品CW32L012系列，有著更豐富強大的外設(shè)配置，在面對此類應(yīng)用時，可以提供更好的開發(fā)選擇。

總的來說，BLDC電機和有刷直流電機及感應(yīng)電機相比是具有優(yōu)勢的。它們具有更好的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩特性、較高的動態(tài)響應(yīng)和效率、較長的使用壽命、無噪音運轉(zhuǎn)、較高的轉(zhuǎn)速范圍，以及可靠而堅固的構(gòu)造等等。同時，由于輸出轉(zhuǎn)矩與電機體積之比更高，使之在需要著重考慮空間與重量因素的應(yīng)用中，大有用武之地。

有了這些優(yōu)勢，CW32MCU和BLDC電機在汽車、家用電器、航空航天、消費品、醫(yī)療、儀器和自動化行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用前景。成為市場上的諸多熱門產(chǎn)品的不二之選。