2.2.1.2 单电阻方式
u PWMPWMVDC IU → IV → v PWMw x PWMPWMy PWMz → IW BLDC马达 I↓ 分流电阻
图 2-3 单电阻方式的驱动电路
马达电流 IU、IV、IW 可以根据流经连接在下相的功率器件 x、y、z上的分流电阻的电流I计算出来。例如、上相 u 与下相 y、z 处于on时、IU = -IV –IW = I 。运算方法根据磁场的方向θs 的不同而不同。
扇区1 (θs = 0～60): 电流
u,y,z on期间 IU = -IV -IW = I u,v,z on期间 IW = -I u,v,z on期间 IW = -I x,v,z on期间 IV = -IU -IW = I
扇区2 (θs = 60～120): 电流
扇区3 (θs = 120～180): 电流 x,v,z on期间 IV = -IU –IZ = I
x,v,w on期间 IU = -I
扇区4 (θs = 180～240): 电流 x,v,w on期间 IU = -I
x,y,w on期间 IW = -IU -IV = I
扇区5 (θs = 240～300): 电流 x,y,w on期间 IW = -IU -IV = I
u,y,w on期间 IV = -I
扇区6 (θs = 300～360): 电流 u,y,w on期间 IV = -I
u,y,z on期间 IU = -IV -IW = I
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2.2.2
位置检测
使用矢量控制检测转子位置需要用到位置传感器。不过、家电产品一般无法使用价格高的传感器，而是使用通过运算推测位置的无位置传感器控制，或使用HALL IC（霍尔集成电路）。
位置传感器上会用到旋转变压器、增量编码器。这里就增量编码器进行一下说明。
增量编码器安装在马达转子轴上，增量编码器进行旋转，输出相位偏离90度的A相与B相 的2相信号，以及表示基准位置的Z相信号。（图2-4 上）马达每旋转1周，2相信号输出规定数目的脉冲（比如，旋转一周输出1024脉冲）、马达每旋转1周，Z相信号输出一次。微处理器通过从基准位置开始对脉冲数进行计数来检测转子位置。（图2-4下）
输入 １周期 A相信号 Ｂ相信号 Ｚ相信号 处理 编码器 时钟信号 计数清除信号 用分配率n进行计数 （此时n=1） 计数器 （转子位置）
图 2-4 增量编码器
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2.3 UVW /αβ变换（Clarke变换）
V β α U W
图 2-5 UVW → αβ变换
向3 相线圈 U、V、W分别加入电流 IU、IV、IW产生磁场，也可向2相线圈α、β加入电流 Iα、Iβ获取相同磁场，此时Iα、Iβ可以根据以下公式算出。不过、U与α需保持同方向。
【使用定点数的整数计算公式】
变量名 IU IV IW Iα Iβ 功能 U相电流 V相电流 V相电流 α轴电流 β轴电流 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) Iα = (0x55555556 × IU - 0×2AAAAAAB × IV - 0×2AAAAAAB × IW) ／ 2^31 Iβ = (0×49E69D16 × IV - 0×49E69D16 × IW) ／ 2^31 Iα = 2/3 × (IU - 1/2 × IV - 1/2 × IW) Iβ = 2/3 × (√3/2 × IV - √3/2 × IW)
Iα = 2/3 × (cos0 × IU + cos120 × IV + cos240 × IW) Iβ = 2/3 × (sin0 × IU + sin120 × IV + sin240 × IW)
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2.4 αβ/ dq 变换（Park变换）
βdqθα
图 2-6 αβ → dq 变换
此外，向与转子同时旋转的2相线圈d、q分别加入电流Id、Iq 获取相同磁场，此时Id、Iq可以根据以下公式计算。
【使用定点数的整数计算公式】
Id ＝（ cosθ × Iα + sinθ × Iβ）／2^15 Iq ＝（-sinθ × Iα + cosθ × Iβ）／2^15 变数名 Iα Iβ sinθ cosθ Id Iq 功能 α轴电流 β轴电流 θ的正弦值 θ的余弦值 d轴电流 q轴电流 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) 16位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下15位) 16位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下15位) 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) 32位定点数据(-1.0～1.0、小数点以下31位) Id = cosθ × Iα + sinθ × Iβ Iq = - sinθ × Iα + cosθ × Iβ
向转子加入直角方向磁场时，驱动转子的旋转力变得最大。即控制 Id = 0 时，可以获得最大效率。
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2.5 PI 控制
目标值 目標値偏差 偏差操作量 制御対象制御器控制量 控制对象 制御量控制器 操作量(PI制御)（PI控制）
图 2-7 PI 控制
转子位置估算、频率控制、电流控制所使用的 PI 控制的基本计算方法如下： 操作量 = 比例项 + 积分项 比例项 = KP × 偏差
积分项 = KI × TS × (偏差的积分)
= KI × TS × 偏差 + (1 控制周期前的积分项) KP: 比例增益 KI: 积分增益 TS: 控制周期
另外、如果将现在的操作量设为 OPn、偏差设为 DVn，1 控制周期前的操作量设为 OPn-1、偏差设为 DVn-1 等，以下公式成立。
OPn = KP × DVn + KI × TS × (DVn + DVn-1 + DVn-2 + ... + DV1 + DV0) OPn-1 = KP × DVn-1 + KI × TS × (DVn-1 + DVn-2 + ... + DV1 + DV0) 将两公式相减，即：
OPn - OPn-1 = KP × (DVn - DVn-1) + KI × TS × DVn 即：
OPn = OPn-1 + KP × (DVn - DVn-1) + KI × TS × DVn
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