新型无刷电机驱动方案，大神们过来拍拍转

花蝶店

本人是刚入行的小白，在公司搞产品开发，前段时间一个项目，老板的硬性指标一定要把电机成本控制在80块以内，但根据产品负载和工作情况，有刷电机肯定不行（我们产品是迷你洗衣机，有刷电机寿命满足不了）只能用无刷电机，但无刷电机成本实在降不了啊，电机加上驱动器，预算超了50%多了，压力山大。后来想方设法琢磨怎么降低成本，偶然从有刷电机获得灵感，初步分析如果可行的话，可以满足老板的要求。现在将这个想法写出来，大神们拍拍砖，看看到底可行不可行。

花蝶店

我认为有刷电机和无刷电机的区别在于，有刷电机是自驱动，而无刷电机是外部驱动。有刷电机旋转时转子状态改变，从而自动切换不同绕组通电。而无刷电机是外部驱动，他必须先通过霍尔感知电机转子状态，然后再处理位置信息，然后才控制相关绕组通电。所以我就想，能不能让无刷电机也做出自驱动的形式，像有刷电机一样，让转子本身的状态作为出发条件来驱动自身运转。

PMSM_spy

无刷电机始终是需要外部驱动的，顶多不需要传感器。你说的洗衣机方案有些芯片厂商也有方案，可以去问问。

花蝶店

从这个角度出发，我想到了光电开关，在电机转子上增加遮光盘，通过遮光盘来实时体现转子位置，将光电开关的信号直接输入到驱动电路的三相逆变器，这样子的话，就可以实现类似有刷电机的驱动了。认准这个方向，我先后做了五次尝试，失败了五次。通过不断改进，终于在第六次实现了无刷电机自驱方案，这个方案理论上可以实现和无刷电机相似的驱动效果。下面我将这个方案具体介绍一下。以三相二极电机为例：

电机结构

花蝶店

PMSM_spy 发表于 2019-11-2 10:18
无刷电机始终是需要外部驱动的，顶多不需要传感器。你说的洗衣机方案有些芯片厂商也有方案，可以去问问。

所以说需要请教各位前辈大神们多拍拍砖，看看是不是异想天开，会有有啥问题等等 ，继续扒

花蝶店

这是电路部分的连接图，图中光电开关的信号点a1,这个信号点直接连接到逆变器相应的mos管控制极。

然后就是工作时序分析：

工作时序1

工作时序2

工作时序3

工作时序4

工作时序5

整体时序

zengxiaodong

你这个想法肯定是正确的，不过其基本原理与通常的霍尔传感驱动系统本质上是相同的，估计成本降低不了。

欧阳庆

花蝶店 发表于 2019-11-3 10:56
这是电路部分的连接图，图中光电开关的信号点a1,这个信号点直接连接到逆变器相应的mos管控制极。

然后就 ...

鉴于楼主的成本要求，不如使用2相的方式能直接驱动mos管的电路，也不用使用光电续断器件，只用霍尔器件就可以。省去那些不必要的器件。

PMSM_spy

花蝶店 发表于 2019-11-3 10:51
所以说需要请教各位前辈大神们多拍拍砖，看看是不是异想天开，会有有啥问题等等 ，继续扒

你这样算是有传感器无刷电机方案了，也还是需要驱动器的

1819218798

谢谢分享，周一快乐！！！！！

花蝶店

欧阳庆 发表于 2019-11-3 19:28
鉴于楼主的成本要求，不如使用2相的方式能直接驱动mos管的电路，也不用使用光电续断器件，只用霍尔器件就 ...

“使用两相的方式直接驱动mos管的电路”，这句话不是很懂，是用两相电机吗，还是三相电机用两相方式驱动？

花蝶店

zengxiaodong 发表于 2019-11-3 12:00
你这个想法肯定是正确的，不过其基本原理与通常的霍尔传感驱动系统本质上是相同的，估计成本降低不了。

霍尔传感器形式的无刷电机有一个外脑，这个外脑可能是驱动芯片或者单片机，用来处理位置信息和发出指令，而这种自驱动形式的话就可以省掉这个外脑，像有刷电机一样自己推着自己走，成本降低的应该主要就是这一部分吧

花蝶店

PMSM_spy 发表于 2019-11-4 09:17
你这样算是有传感器无刷电机方案了，也还是需要驱动器的

光电开关和逆变器组成的自驱动电路，要看成是驱动器也可以，这个驱动器成本降下来目的就达到了

花蝶店

1819218798 发表于 2019-11-4 11:38
谢谢分享，周一快乐！！！！！

周一快乐，共同进步

wlmotor

有刷电机在滚筒洗衣机上面使用都是很成熟的技术了，寿命也是可以的，如果控制成本，还是优先使用有刷电机。

18201975434

花蝶店 发表于 2019-11-2 11:35
从这个角度出发，我想到了光电开关，在电机转子上增加遮光盘，通过遮光盘来实时体现转子位置，将光电开关的 ...

按你的说法，我理解的你这个就是磁编码器或者光编，你信号也没法直接给到mos的g端，不说其他，假如你驱动能力够，我怀疑干扰都可能干掉mos，而且驱动本身肯定也是不行的

花蝶店

18201975434 发表于 2019-11-4 18:32
按你的说法，我理解的你这个就是磁编码器或者光编，你信号也没法直接给到mos的g端，不说其他，假如你驱动 ...

这个光电开关部分的电路只是一个简单原理，我们实际样品用到的是三个双通道比较器组成的光电开关，他输出的信号电压5-24v，很稳定，抗干扰能力不错，响应频率也足够高，然后光电开关电路和逆变驱动桥是共地连接的，电机样品是能正常运转的。
关于磁编或者光编，如果你说的这两类编码器的作用是产生信号，而不是直接输出控制驱动mos管栅极的话，那就还是需要单片机或者驱动芯片的吧，我也不知道单片机那一块成本多少，但相比简单的比较器光电开关，肯定还是要贵点吧。

花蝶店

wlmotor 发表于 2019-11-4 17:47
有刷电机在滚筒洗衣机上面使用都是很成熟的技术了，寿命也是可以的，如果控制成本，还是优先使用有刷电机。

原来就是选用的有刷电机，但后来跟厂商了解下来，有刷电机在频繁启停，正反转，以及较大功率运行调件下，寿命会大幅降低。一个500小时寿命的无刷电机，可能极端情况只能运行几十个小时，这肯定不行啊，一个洗衣机极端情况只能用几十个小时就坏了绝对不行的

18201975434

花蝶店 发表于 2019-11-4 20:04
这个光电开关部分的电路只是一个简单原理，我们实际样品用到的是三个双通道比较器组成的光电开关，他输出 ...

你说的这么多，还不如用hall或者干脆方波无感做，直接省去位置传感器部分，比你这个更省钱

花蝶店

18201975434 发表于 2019-11-5 08:16
你说的这么多，还不如用hall或者干脆方波无感做，直接省去位置传感器部分，比你这个更省钱

用霍尔的又回到了现有的驱动方式了吧，无感的不了解，担心带载启动实现起来比较麻烦