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目录

前言

一、直流无刷电机

1.1 直流无刷电机的简介

1.2 直流无刷电机的分类

1.3 BLDC 和 PMSM 的区别

1.4 直流无刷电机的基本控制原理

1.5 霍尔传感器控制基本原理

二、有感方波控制

2.1 无刷电机基本控制的配置步骤

2.2 核心代码示例：

总结

前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

在现代工业自动化、机器人、电动交通工具以及消费电子等领域，对高效、低噪音、响应迅速的电机系统的需求日益增长。**无刷直流电机（Brushless DC Motor，简称 BLDC）**因其高效率、长寿命、低维护和良好的控制性能，正逐渐取代传统有刷直流电机，成为众多应用场景中的首选驱动源。

与传统有刷电机相比，无刷直流电机取消了电刷与换向器这一易损结构，改为电子换向，不仅大幅度降低了机械磨损和干扰噪声，也使得其具备更高的可靠性和可控性。在此基础上，通过精确的控制策略，如六步换向、正弦波驱动、FOC（Field Oriented Control，磁场定向控制）等，BLDC 电机可实现从简单启停控制到高精度伺服控制的多层次应用。

本系列文章将从无刷直流电机的基本结构和工作原理出发，逐步引入其驱动控制技术，涵盖霍尔传感器控制、无传感器控制、PWM 驱动原理、换向逻辑等核心内容，帮助读者建立起完整的 BLDC 电机控制体系认知。无论你是电机控制初学者，还是从事嵌入式开发的工程师，相信本篇文章都将为你在 BLDC 电机领域的学习与实践提供有价值的参考。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、直流无刷电机

1.1 直流无刷电机的简介

1.2 直流无刷电机的分类

1.3 BLDC 和 PMSM 的区别

1.4 直流无刷电机的基本控制原理

首先我们回忆下高中知识——安培定则， 也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。 我们这里利用定则之一： 当用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的 N 极。所以通电线圈会产生磁场，我们可以把通电线圈的磁场看成一个磁体，如下图所示：

磁体之间，存在异性相吸，同性相斥的原理，通电线圈和永磁体之间同样存在，而无刷电机就是利用了通电线圈和永磁体的相互作用原理。

接着来分析直流无刷电机的驱动原理， 为了方便分析，将上述无刷电机实物图的结构简化为以下形式，如图 21.2.4：

极对数过多不易于分析所以进一步简化为如下图21.2.5，其中 COM 为公共结点，就是将 UVW 三相的一端短接一起形成的节点，另外一端引出，所以可以看作 3 个有公共端的线圈和一个永磁体结构，如下图21.2.6：

此时将转子放上，并将 A、 B、 C 改为 U、 V、 W 三相方便理解，如下图：

图 21.2.7 反映了 U 相接正极， W 相接负极， V 相开路， 那么此时电流由 U 相流到 W相，同时 U 相和 W 相产生的磁场合成的磁场矢量方向即为转子磁场方向。

1.5 霍尔传感器控制基本原理

二、有感方波控制

2.1 无刷电机基本控制的配置步骤

1）初始化定时器以及相关 IO

初始化三相上下桥臂六路 IO、霍尔状态读取三路 IO、 SHUTDOWN 引脚以及定时器通道IO，设置 ARR、 PSC，计数方式以及脉冲输出模式等

2） 霍尔状态读取

编写霍尔传感器状态读取函数 3） BLDC 相关函数实现 包含电机启停函数， 6 步换相控制函数等 4） 控制转速 设置旋转方向以及脉冲占空比 5）编写中断服务函数

在中断里边读取霍尔状态，根据方向以及霍尔状态依次导通上下桥臂

2.2 核心代码示例：

第一部分是定时器 1 输出通道 1、 2、 3 对应的 IO 口的宏定义，同时也是控制逆变器的三个上桥臂的 IO 宏定义；第二部分则是控制逆变器的三个下桥臂的 IO 宏定义，第三部分是关于定时器 1 的通道、时钟等相关宏定义。

接下来就是初始化定时器 1 的 ARR 和 PSC 等参数，然后通过调用函数 HAL_TIM_PWM_ConfigChannel 设置 TIM1_CH1、 2、 3 的 PWM 模式以及比较值等参数，最后通过调用函数 HAL_TIM_PWM_Start 来使能 TIM1 以及使能 PWM 通道TIM1_CH1、 2、 3 输出。

定时器通道的 GPIO 口初始化和定时器使能等程序放到回调函数

程序使用 H_PWM - L_ON 方式驱动，因此只有 3 路上桥臂使用 PWM 通道的初始化， 三路下桥臂使用的普通 IO 输出。

然后初始化逆变电路的半桥芯片刹车 IO，读取三路霍尔输出状态的 IO初始化，再编写霍尔传感器状态读取函数、无刷电机的启停函数、以及基础的六步换向控制函数。

在中断中根据霍尔状态依次导通桥臂

最后在主函数中调用控制

总结

提示：这里对文章进行总结：

以上就是无刷直流电机介绍，以及电机的基础驱动的学习笔记。