在上一期芝識課堂里，大家應該已經學會如何用方波驅動讓無刷電機運轉，下一步我們來一起嘗試用正弦波驅動無刷電機，學習如何改變電機工作速度的實戰技巧。

正弦波驅動流程

相比方波驅動的結構，正弦波驅動的流程如圖1所示。圖中可以看到逆變電路包含一個微控制器、一個預驅電路驅動、逆變電路驅動電機和比較器對霍爾傳感器的輸出進行比較。在正弦波驅動模式中，MCU結合位置信息生成正弦波信號并通過PWM調制后形成新的信號，將此信號輸入到逆變器中生成新的電壓信號驅動電機工作。在電機工作時采用霍爾傳感器檢測轉子的磁極以確定其位置信息，然后經由比較器輸送位置信號到MCU，再由MCU根據新的位置信息生成新的正弦波信號進行下一輪電機驅動信號輸出。

圖1正弦波驅動流程示意

注意事項

需要特別注意的是，無刷電機是同步電機，即軸的旋轉與供電電流的頻率同步，旋轉周期完全等于交流周期的整數倍。由于啟動時，停止的轉子不跟隨頻率變化，所以無法使用正弦波驅動來啟動電機。因此，在啟動電機時，需要通過反饋轉子位置進行加速操作，反饋的流程分為以下幾個步驟。

（1）檢測轉子位置。

（2）根據轉子位置，對線圈緩慢施加正弦電壓。

（3）在逐漸增加電壓的同時旋轉。

（4）根據位置檢測傳感器的時間，控制正弦波的周期。

（5）轉子以一定的轉速旋轉時，開始穩定運行，以達到目標轉速。

在穩定運行狀態，通過反饋目標速度偏差，可以保持速度不受負載波動的影響。

工作時，具有正弦波驅動的無刷電機檢測轉子位置，根據旋轉角度將線圈電壓轉換為正弦波狀態，并形成旋轉磁場，從而使轉子轉動。通過對與旋轉同步的線圈施加正弦電壓，可以使轉子連續旋轉，如果要實現反向旋轉，需要將正弦波U相、V相和W相的順序進行改變，具體流程可以參考圖2。

圖2正弦波驅動轉子旋轉流程示意

電機有時候需要改變轉速來提供更多輸出狀態，這時候可以通過改變電壓來調整無刷電機的轉速，比如通過增加電壓和提高驅動指令波形的頻率來提高轉速。要注意的是，無刷電機的驅動指令波形頻率是由轉子位置檢測決定的，如果只提高驅動指令波形的頻率，轉子將無法跟隨旋轉，轉子會停止；同樣如果只增加電壓，轉子的轉速會加快，但驅動指令波形的頻率太慢，將無法停止轉子。因此必須同時調整電壓和驅動指令波形，具體調整轉速的方式可以參考圖3所示的正弦波調整示意圖，加快速度要同時提升電壓和加快頻率，降速則要減少電壓并降低頻率。圖4則給出了一個改變速度順序的例子（正弦波驅動），大家可以參考圖4的步驟調整正弦波驅動電機的轉速。

圖3改變電機速度的波形變化示意圖

圖4正弦波驅動改變轉速的操作流程示意

相信經過以上幾個步驟的實際操作，您已經掌握了旋轉電機的基本技巧，并且可以開始進行初級系統設計了！未來，芝識課堂還將分享更多電子知識，幫助大家加速創新！

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