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永磁无刷电机是来自位置传感器的驱动信号，按照一定的逻辑使某些功率开关器件在某一瞬间导通或截止，电枢绕组内的电流发生跳变，从而改变了主定子的磁状态，把电枢绕组内的这种电流变化过程的物理现象称为换相。每换相一次，磁状态就发生一次改变，这样在工作气隙内会产生一个跳跃式的旋转磁场。为了使永磁无刷电机可靠运行，就应该正确地进行换相。

永磁无刷电机换相后的补偿电流怎样精准控制，即如何精确控制PWM占空比的时间是超静音控制器设计的关键！这就要求控制系统的MCU具有以下的特点：

1) 有很快的A/D转换速度，能够在换相后连续快速采样；

2) 能够在PWM的开通期间特定时刻触发A/D采样；因为在PWM逆变器带感性负载的控制系统中，由于系统的一些寄生参数导致PWM在开通和关断期间电机的相线上出现振铃(如图4所示)，这些振铃会耦合到A/D采样的回路中，因此我们应避开在PWM开关过程中进行A/D采样。如果我们在PWM开通期间的中点触发电流采样，我们将会得到电流的平均值，这将有利于我们对永磁无刷电机电流补偿的控制。

事实上，找到这样的MCU并不难，譬如英飞凌的永磁无刷电机专用控制芯片XC866，CYPRESS的片上可编程控制芯片CY8C24533等。XC866的A/D转换速度可以达到2us以内，加上程序的执行时间，一次A/D转换需要的总时间在8us以内，以这样的时间间隔来判断电流补偿是否完成已经足够。CY8C24533是CYPRESS专为电机控制开发的带高速A/D的芯片，其SAR8转换速度可以达到3us以内，加上其自动对齐触发A/D模式，可以在PWM的任意时刻触发电流A/D采样，我们也很容易实现对永磁无刷电机电流的精准控制。

图2b是采用XC866控制芯片的系统在经过上述方法优化后测得的换相电流波形，由图2b可以看出，换相时的电流脉动基本消除，永磁无刷电机的相电流基本接近方波。用了这套控制系统的电动车，起步加速以及运行时的永磁无刷电机震动已基本消除，实现了超静音控制器的设计。

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(编辑:龙沙电工培训学校)