將直流無(wú)刷電機(jī)霍爾傳感器安放在軸或轉(zhuǎn)子延伸段永磁體組成的磁輪對(duì)面就可以檢測(cè)到轉(zhuǎn)子位置。這只是提供了足夠的換相信號(hào)，對(duì)三相無(wú)刷電機(jī)而言，也就是每個(gè)電周期6個(gè)。這些較少的離散脈沖數(shù)不適合于高性能的應(yīng)用場(chǎng)合。光學(xué)編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器可以提供高分辨率的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，但是它們比較昂貴。而且需要大量的安裝準(zhǔn)備工作。因?yàn)槌杀竞椭圃斓呢?fù)擔(dān)，所以大批量的應(yīng)用中需要去掉它們。許多方法都可以估計(jì)換相信號(hào)，下面進(jìn)行簡(jiǎn)略的講述：

（1）使用直流無(wú)刷電機(jī)模型進(jìn)行估計(jì)：利用外加的電流和電壓以及電阻、自感和互感這些電機(jī)參數(shù)可以從直流無(wú)刷電機(jī)模型中得到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以提取出來(lái)孤立的信號(hào)，這是因?yàn)殡娏骱碗妷哼@些輸入變量本身就是孤立的信號(hào)。直流母線電壓的變化可以從直流母線濾波器的參數(shù)和直流母線電流估計(jì)得到。參數(shù)的敏感性，特別是定子電阻，會(huì)在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的估計(jì)中產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致給逆變器的換相信號(hào)不準(zhǔn)確。

（2）從傳感線圈得到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：在直流無(wú)刷電機(jī)中安裝傳感線圈的成本較低，用于獲得感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)相當(dāng)完整，對(duì)參數(shù)不敏感，并且電流隔離。缺點(diǎn)在制造過(guò)程和來(lái)自于直流無(wú)刷電機(jī)的附加導(dǎo)線。例如，因?yàn)槊芊獾男枰院?/span>

者就不適用于冰箱壓縮機(jī)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。

（3）利用未通電的相得到反電動(dòng)勢(shì)：得到位置信息最常用的一種方法是，當(dāng)相繞組未通電時(shí)，監(jiān)測(cè)電機(jī)該相的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。注意直流無(wú)刷電機(jī)在任意給定的時(shí)刻只有兩相導(dǎo)通，即一相3.33%的時(shí)間是不通電的。在這段時(shí)間，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)在直流無(wú)刷電機(jī)的繞組，可以被檢測(cè)到。相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生過(guò)零點(diǎn)的信息，并且當(dāng)反電動(dòng)勢(shì)達(dá)到恒定的區(qū)域，預(yù)示了該相應(yīng)該通電的時(shí)間。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的極性決定了注入到直流無(wú)刷電機(jī)中的電流合適的極性。為了不用等待感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的恒定區(qū)域去給電機(jī)的一相通電，從感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)得到一個(gè)特殊的值，與離過(guò)零瞬間30°相對(duì)應(yīng)。積分器的輸出對(duì)應(yīng)著離正向過(guò)零點(diǎn)30°，可稱(chēng)為閾值以用于一相通電中。

假設(shè)一個(gè)梯形波的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)轉(zhuǎn)子電氣角速度為Wb時(shí)其峰值為EP，任意轉(zhuǎn)速下感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上升部分的斜率可以用該轉(zhuǎn)速下的電壓峰值比上與電氣角度30°對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔給定。

盡管傳感器輸出電壓不同，但可以相應(yīng)證明這種算法也可以適用于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正弦波的無(wú)刷電機(jī)。注意傳感器輸出電壓是個(gè)常數(shù)，不依賴(lài)于無(wú)刷電機(jī)的參數(shù)，其幅值在任何轉(zhuǎn)速下都相等。唯一可能對(duì)傳感器輸出電壓帶來(lái)不利影響的是由于轉(zhuǎn)子永磁體的溫度特性，其使得轉(zhuǎn)子磁通減少，導(dǎo)致感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值下降。這可能會(huì)帶來(lái)這樣的誤差：通電可能不會(huì)恰好像需要的那樣，在離過(guò)零點(diǎn)電氣角度為30°時(shí)。如果不使用其他校正的措施，直流無(wú)刷電機(jī)可能得不到最佳的利用。

（4）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的3次諧波：一種替代的方法是檢測(cè)電機(jī)繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的:3次諸波，并且利用它們?nèi)ド煽刂菩盘?hào)。一個(gè)三相星接四線制的系統(tǒng)允許采集感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的3次諧波，并且可以利用4個(gè)電阻器進(jìn)行廉價(jià)的測(cè)量。

（5）基于人工智能控制的方法：智能控制器例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，或者模糊控制器可以從直流無(wú)刷電機(jī)的變量例如電流和磁鏈中提取出轉(zhuǎn)子位置或者換相位置。它們只是從潛在有轉(zhuǎn)子位置信息或者換相情況的變量中提取反饋信息的技術(shù)。這些技術(shù)是自適應(yīng)的，使得在一段時(shí)間內(nèi)控制器通過(guò)自學(xué)習(xí)持續(xù)尋優(yōu)。隨著當(dāng)前處理器的速度越來(lái)越快，使得在實(shí)際應(yīng)用中給控制器編程變得更加實(shí)用。這些控制器最大的缺點(diǎn)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器在運(yùn)行前必須需要自學(xué)習(xí)。它可以提供離線自學(xué)習(xí)的功能。

所有的這些依賴(lài)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法都有這樣的缺點(diǎn)：在停止的時(shí)候，獲取不到位置信息，因?yàn)樗俣葹榱銜r(shí)沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。甚至在速度非常低的時(shí)候，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也可能不會(huì)被容易地檢測(cè)到。因此，為了成功地將直流無(wú)刷電機(jī)起動(dòng)到一定的速度，并且在這個(gè)速度下用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方法可以可靠地生成位置信息，必須包含一種在速度為零以及附近生成控制信號(hào)的方法。因此，直流無(wú)刷電機(jī)靜止時(shí)需要一個(gè)起動(dòng)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程可以由兩步構(gòu)成，下面進(jìn)行具體分析：

步驟1：給一相或兩相通電,轉(zhuǎn)子可能會(huì)對(duì)齊到一個(gè)已經(jīng)定好的轉(zhuǎn)子位置。這樣，初始位置已知，因此可以生成正確的啟動(dòng)控制信號(hào)。當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)在較低的轉(zhuǎn)速，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)非常低，直到轉(zhuǎn)子達(dá)到一定的速度之前，它都不能被用來(lái)產(chǎn)生換相脈沖。這就需要第二步去完成啟動(dòng)過(guò)程。

步驟2：一旦轉(zhuǎn)子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，定子相繞組會(huì)通以頻率緩慢變化的電流以保持定子電流不變。頻率的變化率保持較低，以便保持同步性，并且如果負(fù)載已知，也可以適當(dāng)?shù)乇豢刂啤Ｈ绻恢獣裕ㄗ拥念l率將反復(fù)試驗(yàn)著改變，直到達(dá)到能滿足感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幅值足夠用來(lái)控制的最低轉(zhuǎn)速。這構(gòu)成了起動(dòng)過(guò)程的第二步。這種方法的問(wèn)題是不夠精確，在起動(dòng)過(guò)程可以感覺(jué)到一些抖動(dòng)和振動(dòng)，這可能在許多應(yīng)用場(chǎng)合不太有意義。在許多情況下，第一步可以跳過(guò)，只用第二步來(lái)起動(dòng)直流無(wú)刷電機(jī)。

單片機(jī)解決方案：在市場(chǎng)上有許多用于控制直流無(wú)刷電機(jī)的單片機(jī)解決方案可供使用，基于之前講述的有傳感器和無(wú)傳感器運(yùn)行的方法，包括起動(dòng)的策略。它們?cè)?/span>12~48V低壓的范圍非常受歡迎，這涵蓋了一個(gè)較寬的應(yīng)用范圍。當(dāng)考慮無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)用于高電壓范圍時(shí)，必須小心謹(jǐn)慎，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)噪聲對(duì)控制電路的干擾變得顯著起來(lái)，并且在這種環(huán)境下要求控制方法具有魯棒性。在高壓范圍內(nèi)，常規(guī)的控制器產(chǎn)品主要用數(shù)字信號(hào)或者其他形式的微處理器控制。

用于永磁同步電機(jī)，利用凸極性，使用信號(hào)注入來(lái)尋找電感的方法，這是另外一種尋找轉(zhuǎn)子位置的技巧，需要在直流無(wú)刷電機(jī)的應(yīng)用中講述。它對(duì)表貼式和交直軸電感無(wú)明顯差異的直流無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有太多的幫助。注意用于尋找電感的信號(hào)注入方法在注入的頻率也需要在基波矢量上疊加旋轉(zhuǎn)矢量。在直流無(wú)刷電機(jī)中基波矢量不是由一組平滑的正弦電壓或電流構(gòu)成的，這限制了這種方法的廣泛應(yīng)用。

• 無(wú)刷驅(qū)動(dòng)器的電流檢測(cè)分析
• 永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)傳感器控制