反電動(dòng)勢(shì)怎么產(chǎn)生的

　　電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有通過(guò)電流的導(dǎo)線。通電導(dǎo)線切割磁感線會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。所以此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在切割磁感線，也會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。用右手定則判斷，此電動(dòng)勢(shì)的方向和電動(dòng)機(jī)兩端所加電壓相反，所以把這里產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱作反電動(dòng)勢(shì)。

　　計(jì)算方式，設(shè)線圈的面積為s，角速度為w，則E=BSw，如果知道匝數(shù)n還要乘上n，也就是E=nBSw

　　這個(gè)公式怎么來(lái)的，你可以先畫一個(gè)正方形鐵框，它在磁場(chǎng)中繞上下兩邊中線的連線轉(zhuǎn)動(dòng)（正方形平面是豎直的，磁場(chǎng)方向是水平的），這樣正方形上下兩邊沒有切割，豎直的邊在切割，每一條邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BL*1/2WL （L是邊長(zhǎng)，V=1/2WL），和電動(dòng)勢(shì)為BL*WL，即BWS。

　　這個(gè)是特殊情形，可以用微元的思想將它推廣，E=BSW。

　　影響：本來(lái)電動(dòng)機(jī)有電壓，產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)后，等效的電壓就小一些（兩者方向相反故相減），于是電動(dòng)機(jī)不會(huì)被燒壞。（線圈的電阻R很小，U太大產(chǎn)生的熱量太多就會(huì)燒掉）

　　其實(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，從能量守恒來(lái)看，就是電能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能 。

　　反電動(dòng)勢(shì)的檢測(cè)方法

　　一般的永磁無(wú)刷直流電機(jī)是由三相逆變橋來(lái)驅(qū)動(dòng)的，根據(jù)轉(zhuǎn)子位置的不同，為了產(chǎn)生最大的平均轉(zhuǎn)矩，在一個(gè)電角度周期中，具有6個(gè)換相狀態(tài)。在任意一個(gè)時(shí)間段中，電機(jī)三相中都只有兩相導(dǎo)通，每相的導(dǎo)通時(shí)間間隔為120°電角度。例如，當(dāng)A相和B相已經(jīng)持續(xù)60°電角度時(shí)，C相不導(dǎo)通。這個(gè)換相狀態(tài)將持續(xù)60°電角度，而從B相不導(dǎo)通，到C相開始導(dǎo)通的過(guò)程，稱為換相。換相的時(shí)刻取決于轉(zhuǎn)子的位置，也可以通過(guò)判斷不導(dǎo)通相過(guò)零點(diǎn)的時(shí)刻來(lái)決定。通過(guò)判斷不導(dǎo)通相反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)，是最為常用也最為適合的無(wú)位置傳感器控制方法。

　　反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)方法是，通過(guò)測(cè)量不導(dǎo)通相的端電壓，與電機(jī)的繞組中點(diǎn)電壓進(jìn)行比較，以得到反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)。但對(duì)于小電樞電感的永磁無(wú)刷直流電機(jī)，在許多情況下，繞組中點(diǎn)電壓難以獲取，并且需要使用電阻分壓和進(jìn)行低通濾波，這樣會(huì)導(dǎo)致反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)大幅地衰減，與電機(jī)的速度不成比例，信噪比太低，另外也會(huì)給過(guò)零點(diǎn)帶來(lái)更大的相移。

　　與上面的方法相比，更為常用的是虛擬中點(diǎn)電壓法。假設(shè)A相和B相導(dǎo)通，則A和B兩相電流大小相等，方向相反，C相電流為零，則根據(jù)永磁無(wú)刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型有：

?

　　根據(jù)上述方程，將不導(dǎo)通相的端電壓與所計(jì)算的虛擬中點(diǎn)電壓進(jìn)行比較，也可以獲得反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)。這種方法十分簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)也比較方便。但是，由于無(wú)刷直流電機(jī)按一定頻率進(jìn)行PWM斬波控制，其計(jì)算出的虛擬中點(diǎn)電壓也會(huì)隨著PWM的高低電平而發(fā)生相同頻率的在電源和地電平之間的變化。這樣，就會(huì)帶來(lái)極大的共模電平和高頻噪聲，會(huì)影響反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)的精確性。同樣，和中點(diǎn)比較法一樣，這種方法也必須要對(duì)繞組端電壓進(jìn)行分壓和低通濾波。

　　這樣，在一個(gè)PWM周期中，電樞繞組相電流就必然存在斷續(xù)狀態(tài)。速度提高時(shí)，電樞繞組中會(huì)產(chǎn)生峰峰值極大、頻率很高的反電動(dòng)勢(shì)。由于以上特點(diǎn)，一些普遍采用的BLDC無(wú)位置傳感器的控制方法均不適合?，F(xiàn)有的無(wú)位置傳感器的控制方法，如端電壓檢測(cè)法和轉(zhuǎn)子位置估計(jì)法等，將很難得到良好的控制效果，其理由如下所述：

　　首先，無(wú)刷直流電機(jī)要求在電機(jī)轉(zhuǎn)速提高的過(guò)程中，采用現(xiàn)有的端電壓與中點(diǎn)電壓比較的方法，要對(duì)三相繞組進(jìn)行分壓阻容濾波，計(jì)算出不導(dǎo)通相反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)，再延后一定時(shí)間進(jìn)行換相。但是，這樣得到的反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)會(huì)因?yàn)闊o(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速提高而產(chǎn)生過(guò)大的相移，導(dǎo)致當(dāng)檢測(cè)到反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)后，真正的換相點(diǎn)已經(jīng)過(guò)去，從而造成換相失誤。另外，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)法，在高速時(shí)必須以極高的采樣頻率對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)中多個(gè)物理量進(jìn)行測(cè)量，然后運(yùn)行復(fù)雜的算法估計(jì)出轉(zhuǎn)子位置，這樣即使采用主頻較高的控制器，也很難實(shí)時(shí)得到精確的位置信號(hào)。并且，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，位置估計(jì)算法難以及時(shí)地計(jì)算出當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置情況，對(duì)于轉(zhuǎn)速范圍較大的情況，無(wú)位置傳感器的檢測(cè)難以實(shí)現(xiàn)。

　　其次，現(xiàn)有的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器的控制方法一般只適用于繞組相電流不存在斷續(xù)狀態(tài)的情況。而當(dāng)永磁無(wú)刷直流電機(jī)電樞電感較小時(shí)，在一個(gè)PWM周期中，則可能出現(xiàn)繞組相電流斷續(xù)狀態(tài)。當(dāng)相電流從續(xù)流狀態(tài)向斷流狀態(tài)突變時(shí)，由于三相逆變橋中功率管的寄生電容和電樞繞組中的電感和電阻相互作用，端電壓會(huì)存在二階阻尼振蕩過(guò)程。在振蕩過(guò)程中，將檢測(cè)到的電樞繞組端電壓應(yīng)用于無(wú)位置傳感器的換相中，會(huì)得到不正確的結(jié)果。

　　因此，使用現(xiàn)有的無(wú)位置傳感器的控制方法，應(yīng)用于小電樞電感的磁懸浮飛輪用無(wú)刷直流電機(jī)上，都無(wú)法得到良好的控制效果。

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