目前停車行業(yè)，大多數(shù)設(shè)備均采用直流無刷電機(jī)，下面智慧停車網(wǎng)介紹下關(guān)于直流無刷電機(jī)的常見參數(shù)：

直流無刷電機(jī)（簡(jiǎn)稱為 BLDC 電機(jī)）——盡管名謂“直流”——實(shí)際上是一種三相電流同步電機(jī)：轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)，其運(yùn)動(dòng)與施加在繞組上的交流電壓同步。 這種電機(jī)類型之所以通常被稱為“無刷直流電機(jī)”是因?yàn)?，在許多應(yīng)用中，該電機(jī)可以替換有刷直流電機(jī)（有刷直流或換向器式電機(jī)）。在有刷直流電機(jī)中，施加直流電壓后，電機(jī)中的機(jī)械逆變器（電刷）會(huì)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速無關(guān)的交流電。

配合電子驅(qū)動(dòng)控制器（取代電刷的功能并將饋入的直流電轉(zhuǎn)換為交流電），BLDC 電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)與有刷直流電機(jī)相當(dāng)?shù)男阅?，而無需使用壽命有限的電刷。 因此，BLDC 電機(jī)也被稱為 EC（電子換向）電機(jī)，以便與包含電刷的機(jī)械換向電機(jī)進(jìn)行區(qū)分。

另外一個(gè)經(jīng)常使用的術(shù)語是 PMSM，其中文全稱是“永久磁鐵型同步電機(jī)”。這里的“永久磁鐵”用于與其他同步電機(jī)進(jìn)行區(qū)分：其他同步電機(jī)依靠轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁繞組運(yùn)轉(zhuǎn)，而 BLDC 則處于永久勵(lì)磁狀態(tài)。換而言之，即使不給定子通電，電機(jī)轉(zhuǎn)子也會(huì)通過永久磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)。 

為了用于區(qū)分帶有正弦感應(yīng)電壓（反電動(dòng)勢(shì)）的 PMSM 電機(jī)和帶梯形感應(yīng)電壓的 BLDC 電機(jī)（見下文），PMSM 和 BLDC 這兩個(gè)術(shù)語通常會(huì)并列出現(xiàn)?，F(xiàn)在的大多數(shù) BLDC 電機(jī)都具有正弦反電動(dòng)勢(shì)。

1.結(jié)構(gòu)/類型

大部分 BLDC 電機(jī)是“內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)”，其定子帶有線圈，固定不動(dòng)；中間的轉(zhuǎn)子則在轉(zhuǎn)軸上永久磁鐵的作用下旋轉(zhuǎn)。而在“外轉(zhuǎn)子電機(jī)”中，定子位于內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)子包括一個(gè)在外部旋轉(zhuǎn)的鐘形外殼，磁體安裝在該外殼上。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低，散熱非?？?。相反，在外轉(zhuǎn)子電機(jī)中，由于存在轉(zhuǎn)子外殼和磁體，發(fā)熱線圈與環(huán)境隔絕，散熱相對(duì)較慢。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)矩很大且很難控制轉(zhuǎn)子外殼的平衡，所以外轉(zhuǎn)子電機(jī)不適用于旋轉(zhuǎn)速度很高的模式。因此，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)在大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用中廣泛使用。外轉(zhuǎn)子電機(jī)在大批量生產(chǎn)應(yīng)用中具有較大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檫@種模式可以降低生產(chǎn)成本。外轉(zhuǎn)子電機(jī)也可以擁有更短的結(jié)構(gòu)并通常具備更小的停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，而由于在相同的磁力下，它的轉(zhuǎn)子直徑更大，因此其轉(zhuǎn)矩也更大。這兩種電機(jī)通常都設(shè)計(jì)成三相電機(jī)。不過，也有使用單相或兩相的設(shè)計(jì)。在下文中，將只分析三相 BLDC 電機(jī)，因?yàn)?Nanotec 只生產(chǎn)三相電機(jī)產(chǎn)品。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)均使用齒槽繞組，繞組線纏繞在定子極靴上（鐵芯），這樣繞組的磁場(chǎng)線就可以流出并匯聚成確定形狀。為了讓渦流的電流損失降至最低，定子由相互抵消的薄絕緣金屬板制成。對(duì)非常小的電機(jī)來說，內(nèi)轉(zhuǎn)子中一種非常重要的特殊設(shè)計(jì)形式就是無齒槽 BLDC 電機(jī)。它的定子僅由環(huán)狀金屬板構(gòu)成，內(nèi)部附著一個(gè)粘連或封裝的扁平繞組。因?yàn)闆]有鐵芯，電機(jī)的電感非常低，而且繞組的電流增長(zhǎng)非常快。此外，鐵損大幅減少，所以電機(jī)具有更高的效率等級(jí)。在慢速運(yùn)行中，缺少轉(zhuǎn)矩波動(dòng)可以帶來正面效應(yīng)。與標(biāo)準(zhǔn) BLDC 電機(jī)不同，極的磁場(chǎng)沒有增強(qiáng)，因此沒有齒槽轉(zhuǎn)矩。這種設(shè)計(jì)類型對(duì)直徑小于 40 mm 的電機(jī)來說非常重要，因?yàn)槠涔β拭芏认啾扔旋X槽電機(jī)大幅提升。這是由于，因?yàn)樯a(chǎn)關(guān)系，有齒槽電機(jī)中繞組之間有很大部分的定子都是空的。而在無齒槽電機(jī)中，這個(gè)安裝空間可以完全填滿銅繞組。電機(jī)的直徑越小，無齒槽電機(jī)展現(xiàn)出來的優(yōu)勢(shì)就越大。

2.驅(qū)動(dòng)控制器/換向

BLDC 電機(jī)旋轉(zhuǎn)是由于轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵試圖調(diào)整自身方向，以便與定子電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)保持一致。在此過程中，兩個(gè)磁場(chǎng)之間呈直角時(shí)轉(zhuǎn)矩最大。驅(qū)動(dòng)控制器的類型可分為兩類：繞組通電方式（塊狀或正弦），或確定轉(zhuǎn)子位置方式。確定轉(zhuǎn)子位置的必要性在于，繞組中的電流必須定時(shí)切換來保證定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)一直處于垂直狀態(tài)，也就是，按照所需的轉(zhuǎn)速不斷旋轉(zhuǎn)。

2.1 塊換向

轉(zhuǎn)子位置可以通過電機(jī)中的霍爾傳感器輕松確定。在必須切換繞組時(shí)，它們可以通過轉(zhuǎn)子上適當(dāng)對(duì)齊的磁體進(jìn)行切換。這三個(gè)繞組對(duì)應(yīng)三個(gè)霍爾傳感器；傳感器的狀態(tài)決定了繞組的連接方式。如果三個(gè)繞組采用數(shù)字方式切換，也就是繞組中沒有電流或全電流，即可稱之為塊換向。從技術(shù)上來說，霍爾傳感器和塊換向組合是驅(qū)動(dòng) BLDC 電機(jī)的最簡(jiǎn)單方法。這種技術(shù)的劣勢(shì)在于，由于切換過程不連續(xù)，定子磁場(chǎng)并非總是與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)呈直角排列。這是由于定子磁場(chǎng)對(duì)齊角度一直保持在 60°，而轉(zhuǎn)子會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)向下一個(gè)切換點(diǎn)?；魻杺鞲衅鞯亩ㄎ淮_保定子磁場(chǎng)在兩個(gè)切換點(diǎn)中間時(shí)保持垂直，這會(huì)在切換點(diǎn)上造成 30° 的相角誤差。其結(jié)果是轉(zhuǎn)矩降低 13.4%（1 - 余弦 [30°]）。這樣，在塊換向中，會(huì)產(chǎn)生以此為峰值的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，其頻率為電機(jī)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)頻率的六倍。這會(huì)引發(fā)振動(dòng)和噪音；低速下尤其如此，電機(jī)不會(huì)始終均勻地旋轉(zhuǎn)。因此，塊換向不適用于電機(jī)必須（至少是間歇性）緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的情形（大約低于額定速度的 10%）。平均而言，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)會(huì)引發(fā)大約 4.5% 的轉(zhuǎn)矩?fù)p失，以及一個(gè)與熱等效、最佳通電繞組相比相對(duì)惡化的效率因數(shù)。

2.2 正弦換向

通電的理想形式是正弦換向，這樣電機(jī)的每個(gè)繞組都由一個(gè) 120° 正弦波供電，從而產(chǎn)生強(qiáng)度恒定并持續(xù)旋轉(zhuǎn)的定子磁場(chǎng)。一般來說，如果只有霍爾傳感器可以確定轉(zhuǎn)子位置，也可以將正弦換向用到切換點(diǎn)之間的插值中。大多數(shù)情況下，這會(huì)直接地顯著改善電機(jī)的工作性能。但是，如果兩個(gè)霍爾傳感器之間的負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)，正弦波無法調(diào)整，則將引發(fā)磁場(chǎng)定位錯(cuò)誤。只有在收到下一個(gè)霍爾傳感器信號(hào)時(shí)才能糾正偏差。因此，理想狀態(tài)下，正弦換向需要更高的解析設(shè)備來確定轉(zhuǎn)子位置。一般來說，這其中要包括一個(gè)用于確定轉(zhuǎn)子位置的光學(xué)或磁性編碼器，該編碼器應(yīng)在任何時(shí)間都能保證足夠精度并可相應(yīng)地調(diào)整電流。

2.3 磁場(chǎng)定向控制

有時(shí)，磁場(chǎng)定向控制和正弦換向控制不可等同；雖然兩個(gè)術(shù)語?？梢該Q用。之所以可以換用是因?yàn)檎覔Q向（如上文所述）能夠最佳地控制定子磁場(chǎng)。如果不考慮電流控制器自身的一些功能限制，正弦換向與磁場(chǎng)定向控制的差異并不明顯。但前提是我們假設(shè)電流控制器能以足夠快的速度產(chǎn)生正弦電流并將其輸入到繞組中。因?yàn)樵谡覔Q向中，電流的值（由轉(zhuǎn)矩控制回路決定）和繞組電流控制這兩項(xiàng)任務(wù)需要分開處理，或者由獨(dú)立控制器分別執(zhí)行。但在這種情況下，隨著轉(zhuǎn)速的增加，繞組電流控制器會(huì)接收到改變頻率越來越快的電流值。與此同時(shí)，來自電機(jī)的反電勢(shì)的影響越來越大，必須進(jìn)行補(bǔ)償。但是電流控制器的處理帶寬是有上限的，隨著速度的不斷加快，電流可能出現(xiàn)相移或畸變，導(dǎo)致定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子不再相互垂直。而磁場(chǎng)定向控制可以通過直接控制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)中的電流矢量來解決這一問題。在這一過程中，三相被測(cè)電流通過 Clark-Park 轉(zhuǎn)換變?yōu)檗D(zhuǎn)子的雙軸坐標(biāo)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)矩值不會(huì)再像正弦換向那樣，先被轉(zhuǎn)換成電流值，然后分別控制繞組；而是由轉(zhuǎn)子電流電平和磁場(chǎng)方向構(gòu)成的坐標(biāo)系統(tǒng)同時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制。然后，再計(jì)算得出單個(gè)繞組的電流（通過逆向 Clark-Park 轉(zhuǎn)換）。使用這種方法，可以確?？刂七^程與頻率無關(guān)聯(lián)，無論轉(zhuǎn)速多高，始終能生成最優(yōu)正弦電流。

2.4 無傳感器控制

無傳感器控制并非另一種控制程序，而是在沒有傳感器（例如霍爾傳感器、編碼器）的情況下對(duì)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行定位的一種統(tǒng)稱。無傳感器控制大致可分為兩類：簡(jiǎn)單的無傳感器控制器，在相應(yīng)的未通電繞組中直接測(cè)量反電勢(shì)。與標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)相比，這種方法對(duì)硬件有特殊要求，并且當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定值約 20% 的時(shí)候，由于測(cè)量信號(hào)太弱，功能會(huì)不穩(wěn)定。此外，這種方法必須配合塊換向才能正常運(yùn)行，因?yàn)樵谡覔Q向中，所有三個(gè)線圈是同時(shí)通電的。較為復(fù)雜的解決方案則基于一種“監(jiān)測(cè)規(guī)則”，其中無法直接測(cè)量的值，例如速度或者反電勢(shì)，根據(jù)電流控制器測(cè)量的其他值重現(xiàn)。這類設(shè)備的核心是一種極為精確的電機(jī)模型，它與實(shí)際的電機(jī)同時(shí)根據(jù)已知輸入值（例如設(shè)定的 PWM）計(jì)算那些被測(cè)量的值，例如繞組的電流電平。在每個(gè)周期中，計(jì)算所得值都會(huì)與測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比。由于這種方法存在不可避免的觀測(cè)誤差，因此電機(jī)模型的內(nèi)部值會(huì)不斷自我調(diào)節(jié)。針對(duì)沒有經(jīng)過實(shí)際測(cè)量的值，例如速度，則會(huì)采用一種更為正確的估測(cè)方法。雖然這種方法的原理是基于一個(gè)速度函數(shù)（感應(yīng)電壓反映了繞組的變化），但在低速下能很好地獲取速度值。結(jié)果是產(chǎn)生了一種可以獲得位置和速度信息的“虛擬編碼器”，該編碼器在速度達(dá)到一定值時(shí)開始工作，準(zhǔn)確率等同于現(xiàn)實(shí)中的光學(xué)編碼器或磁性編碼器。這種控制方法下的反電勢(shì)不一定要直接測(cè)量；此方法還可以和正弦換向或磁場(chǎng)定向控制結(jié)合運(yùn)用。這兩種無傳感器控制方式的共同點(diǎn)是當(dāng)電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩者都無法獲得轉(zhuǎn)子位置，因而需要一種特殊的啟動(dòng)方法。與步進(jìn)電機(jī)類似的是，當(dāng)電機(jī)在控制模式下運(yùn)轉(zhuǎn)多個(gè)換向周期直到獲得一定速度后，無傳感器測(cè)量便能夠確定轉(zhuǎn)子位置。

3.重要參數(shù)

空載轉(zhuǎn)速 電機(jī)的最大空載轉(zhuǎn)速，主要由電壓常量確定

空載電流 怠速狀態(tài)下的電流（克服摩擦所需的必要耗能）

額定轉(zhuǎn)速/額定轉(zhuǎn)矩 額定工作點(diǎn)

峰值轉(zhuǎn)矩 瞬間達(dá)到的轉(zhuǎn)矩，通常是 3 倍額定轉(zhuǎn)矩持續(xù)約 5s，并大量發(fā)熱 => I2T

轉(zhuǎn)矩常數(shù) (Nm/A) 表示轉(zhuǎn)矩和電流的關(guān)系

電壓常數(shù) (V/krpm) 每次旋轉(zhuǎn)的感應(yīng)反電勢(shì)