無傳感器、無電刷的電動機控制設計實現

　　必須的工作

　　在兩類電動機情況來看，檢測轉子位置是電動機必須的工作，而霍爾傳感器就是傳統的解決方案。可是，這卻加添材料成本，需額外的連線，以及代表多一個故障機制；斷線或傳感器失效令電動機停止，在維修而言這是昂貴的支出，一般會導致差劣的市場洞察力，又增加在工業應用上擁腫的成本。

　　另一缺點，使用霍爾傳感器造出精確的速度控制，通常需要更昂貴的正交編碼器或測速發電機，因此，創造一個無傳感器方案，從而免除對霍爾傳感器和相連電路的需求和依賴，祈望降低成本，加強以變速電動機驅動為特色的電器的可靠性和壽命。

圖3. FCBS0550 550V MOSFET逆變器模塊，備有獨立負線，支援單引腳電流*。

　　要進行無傳感器控制必須在電動機正在運行之時以其他的測量方法間接取得轉子位置數據。就這兩類電動機來講，這要由轉子在每一定子相中的感應來測量或估計反電動勢（BACK emf），在無電刷直流電動機中，其中一相總是被關閉，這樣便可利用反電動勢測量和零交點檢測來計算正確的相開關時間和形式。

　　在永磁同步電動機中，必須估計反電動勢波形，然後利用反三角函數取出轉子數據。在實際當中不少的干擾影響也疊加在定子電壓波形上，須先行將之濾出，才可以抽出在數據中所包含的轉子位置資料。在實現無傳感器電動機控制上DSP是完全符合高速運算要求的最佳之選。

　　數字信號控制器

　　FREESCALE近來推出56F8000數字信號控制器（Digital Signal CONTROLler）系列，此是把DSP功能與微控制器式的管理結合為一體。56F8000建基於一個高性能16 bit核芯，有32MIPS的操作速度，并裝備有大量的外圍服務應用程序，包括電動機控制和眾多其他功能，譬如在圖2中所示的56F8013就是使到電動機控制應用達至最優化，并包括以下的外圍設備∶

　　—三相PWM模塊，有15 bit分辨能力和一組可編程的故障和配置

　　—12 bit ADC，準許有同時轉換和比如零交點檢測。

　　—時間器模塊，有16 bit分辨率和多通道結構，可用作速度或時間計算。