基于比较器检测的无感方波电机控制
本指南包含以下内容：
基于比较器方案的 BLDC 无感控制
反电势定义
当无刷电机转动时，每个绕组都会产生反电动势电压，根据楞次定律，反电势极性与主电压相反。反电势计算公式：
其中，N为绕组匝数，l为转子长度，r为转子内半径，B为转子磁场，\(\omega\) 为角速度。
当电机做定后，电机绕组与转子参数固定。电机反电势只与角速度成正比。
下图为电机旋转一个电周期中电流与反电势波形。
电流与反电势波形
比较器方案的过零点采样原理
当 BLDC 电机转动时，反电势过零点发生在浮空项。通过检测各相对地电压，并与中性点电压比较。当端电压从大于中性点电压变成小于中性点电压，或端电压从小于中性点电压变成大于中性点电压时，即为过零点。但一般 BLDC 电机并未引出中性点，导致无法直接测量中性点电压。在基于比较器的过零点检测方案中，将三相绕组通过等阻值电阻连接到公共点，以此重构中性点，并将中性点与端电压通过比较器获得过零信号。
比较器过零点原理
比较器方案的过零点采样硬件
比较器过零点硬件
使用相同阻值的电阻连接各相构建虚拟中性点。以 U 相为例，U 相反电势与中性点经过比较器输出过零信号。
每一相反电势均存在由正到负以及由负到正的情况，因此三相共存在六种过零状态。为便于程序处理，esp_sensorless_bldc_control 将检测到的六种状态与下一次的换相动作映射：
顺序 |
ZERO U |
ZERO U |
ZERO U |
U相状态 |
V相状态 |
W相状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
↑ |
0 |
0 |
1 |
上开下关 |
上关下开 |
上关下关 |
↑ |
0 |
1 |
1 |
上开下关 |
上关下关 |
上关下开 |
↑ |
0 |
1 |
0 |
上关下关 |
上开下关 |
上关下开 |
↑ |
1 |
1 |
0 |
上关下开 |
上开下关 |
上关下关 |
↑ |
1 |
0 |
0 |
上关下开 |
上关下关 |
上开下关 |
↑ |
1 |
0 |
1 |
上关下关 |
上关下开 |
上开下关 |
顺序 |
ZERO U |
ZERO U |
ZERO U |
U相状态 |
V相状态 |
W相状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|
↓ |
0 |
1 |
0 |
上关下开 |
上开下关 |
上关下关 |
↓ |
1 |
1 |
0 |
上关下开 |
上关下关 |
上开下关 |
↓ |
1 |
0 |
0 |
上关下关 |
上关下开 |
上开下关 |
↓ |
1 |
0 |
1 |
上开下关 |
上关下开 |
上关下关 |
↓ |
0 |
0 |
1 |
上开下关 |
上关下关 |
上关下开 |
↓ |
0 |
1 |
1 |
上关下关 |
上开下关 |
上关下开 |