1 選擇合適的電機參數

在CW32電機驅動控制開發中，為應用選擇正確的電機類型很重要。必須根據負載特性選擇參數正確的電機。為給定應用選擇電機要考慮的三個參數是：應用所需的峰值轉矩、RMS轉矩和工作轉速范圍。

峰值轉矩（TP）

該應用所需要峰值（或者說最大值）轉矩可以通過將負載轉矩（TL）、慣性轉矩（TJ）和克服摩擦所需的轉矩（TF）相加得到。

還有一些因素會對峰值轉矩的總體要求有影響。例如，氣隙中的空氣電阻造成的電阻損失。考慮因素的具體影響是很復雜的。經驗告訴我們，計算轉矩時要留出20%的安全裕度。所以有以下公式：

慣性轉矩（TJ）是將負載從靜止加速，或者從低速加速到高速所需的轉矩。這可以通過將包括轉矩慣量在內的負載慣量和負載加速度相乘而算出。如式（2）所示。

其中，JL+M是負載與轉子慣量之和，α是所需加速度。

連接到電機軸上的機械系統決定了負載轉矩和摩擦轉矩。

RMS轉矩要求（TRMS）

均方根（Root Mean Square，RMS）轉矩可粗略地理解為該應用所需的平均連續轉矩。這取決于許多因素。峰值轉矩（TP）、負載轉矩（TL）、慣性轉矩（TJ），摩擦轉矩（TF）和加速、減速及起動次數。

式3給出了典型應用所需要RMS轉矩的計算，其中TA是加速時間，TR是起動時間，而TD是減速時間。

轉速范圍

這里講的轉速指的是驅動應用所需的電機轉速，由應用的類型決定。例如，像吹風機之類的應用，轉速變化不太頻繁，吹風機的最高轉速可以是所需電機轉速的平均值。但是在點對點定位系統（例如高精度傳送帶運動和機械臂運動）中，就要求電機的額定轉速高于平均移動速度。較高的工作轉速是梯形轉速曲線的組成部分，使得電機的平均轉速等于系統的移動速度。梯形曲線如圖1所示。考慮到沒有計算在內的各種因素，憑經驗建議留有10%的安全裕度。

2 典型的BLDC電機應用

CW32MCU的相關BLDC電機控制，可以應用于市場中的各個領域。汽車、家電、工業控制、自動化、航空等等都可以使用BLDC電機。從中，可以把BLDC電機控制的類型分為三個主要類別：恒定負載、變化負載和定位應用。

恒定負載應用中，轉速的變化比保持設定轉速的精度更重要。此外，加速度和減速度不會動態變化。在這類應用中，負載直接連接到電機軸。例如風扇，泵和吹風機即可歸于這類應用。這類應用需要低成本控制器，多數運行在開環狀態，像CW32L010這種高性價比芯片，對此類多數應用需求均可勝任。

變化負載應用中，當電機轉速在一定范圍內時，負載會發生變化。這類應用可能需要高速控制精度和良好的動態響應。家用電器中的洗衣機、干衣機和壓縮機就是很好的例子。在汽車應用中，燃料泵控制、電子轉向控制、引擎控制和電動車輛控制是很好的例子。它在航空航天業也有用武之地，如離心機、泵、機械臂控制、陀螺儀控制等等。這些應用可能使用轉速反饋設備，并運行在半閉環和全閉環狀態。這些應用使用高級控制算法，從而增加了控制器的復雜性。同時也提高了整個系統的造價，而CW32F030CW32A030(車規級別)CW32L011CW32L012在面對此類控制的穩定性和性能需求可以很好滿足。

多數工業和自動化應用都可以歸于定位應用類。此類應用具有某種傳動機制，可能是機械齒輪或定時傳送帶，也可能是簡單的傳送帶驅動系統。在這些應用中，轉速和轉矩的動態響應很重要。同時，這些應用可能需要頻繁切換轉向。典型的轉向切換過程包括一個加速階段、勻速階段和減速階段，如圖1所示。電機上的負載在所有這些階段都可能變化，因而需要復雜的控制器。這些系統多數運行在閉環狀態。可能有三個控制環在同時工作：轉矩控制環、轉速控制環和位置控制環。用光電式編碼器或同步解算器測量電機的實際轉速。某些情況下，也可用這些傳感器獲取相對位置信息，或者用獨立的位置傳感器獲取絕對位置。計算機數控機床就是很好的例子。此類應用大量用于過程控制、機械控制和傳送裝置控制中。而武漢芯源半導體的最新產品CW32L012系列，有著更豐富強大的外設配置，在面對此類應用時，可以提供更好的開發選擇。

總的來說，BLDC電機和有刷直流電機及感應電機相比是具有優勢的。它們具有更好的轉速與轉矩特性、較高的動態響應和效率、較長的使用壽命、無噪音運轉、較高的轉速范圍，以及可靠而堅固的構造等等。同時，由于輸出轉矩與電機體積之比更高，使之在需要著重考慮空間與重量因素的應用中，大有用武之地。

有了這些優勢，CW32MCU和BLDC電機在汽車、家用電器、航空航天、消費品、醫療、儀器和自動化行業中有著廣泛應用前景。成為市場上的諸多熱門產品的不二之選。