電源電壓波動、負載變化等都會引起轉速的改變，采用轉速負反饋控制能夠有效地抑制穩態時轉速波動，但因電樞電流不受控，系統的動態性能欠佳。BLDCM轉速單閉環調速系統框圖見圖1。

圖1 BLDCM轉速單閉環調速系統

一、轉速信號的采集和處理

轉速測量是調速系統中構成轉速負反饋的最基本條件，無刷直流電機轉子位置檢測信號屬脈沖信號，其變化的快慢直接由轉軸轉速決定，因此可用以轉速的測量。常見基于脈沖的轉速測量方法有以下三種：

1．M法測速

通過對規定時間內位置檢測信號的脈沖個數進行計數來獲得被測轉速，稱為M法測速。轉速較低時因測量時間內的脈沖數少，誤差會變大，所以M法宜測量高速。如要降低測量的轉速下限，可以提高編碼器分辨率或延長測量時間，使一次采集的脈沖數盡可能多。

2．T法測速

測量相鄰兩個位置檢測信號的時間來測量轉速，稱為T法測速。轉速較高時，因測得的周期較小，誤差因此變大，所以T法宜測量低速。如要增加轉速測量的上限，可以減小編碼器的脈沖數，或使用更小更精確的計時單位，使一次測量的時間值盡可能大。

3．M/T法測速

M法、T法各有優劣和適應范圍，同時受成本和實時性等條件限制，全轉速范圍內的測量通常使用M法、T法結合的M/T測速法，即同時檢測時間和在此時間內脈沖發生器發出的脈沖個數來測量轉速，低速時測周期、高速時測頻率，但需綜合各方面因素確定轉速測量方法的切換點，對系統軟硬件要求較高。

二、電機啟動及轉速調節策略

由根據前面分享的《CW32電機控制基礎--無刷直流電機的運行特性》可知，如果啟動策略欠妥，可能導致遠超出正常電流的啟動電流，以致損壞硬件電路；也可能因啟動電流小導致電磁轉矩偏低，電機啟動困難，啟動時間長等問題。

在無刷直流電機轉速單閉環調速系統中，電樞電流通常也不可測，為保證系統的可靠運行，電機通常空載或輕載啟動，PWM占空比從一個較小的足以克服負載轉矩的值開始逐漸上升，直至達到設定轉速。然后，控制系統才轉換到正常的轉速閉環控制。PWM占空比的緩慢提升相當于緩慢增加施加于電機電樞電壓，從而使起動電流被限制在一個合適的水平，50至幾百ms的軟起動時間一般足以限制起動電流的沖擊。

以驅動風機為例，電機PWM方式啟動過程可分為三個過程：

1．轉子定位：視負載大小選擇啟動轉矩，再由式（1）計算電樞電壓從而確定啟動PWM占空比，換相電路輸出特定相電壓，直到轉子旋轉到特定位置；

2．斜坡升速：換相電路根據檢測到的位置信號開始換相，并開始轉速測量；根據實測轉速推算負載轉矩，結合要求的升速時間經式（4）確定所需電磁轉矩，再由式（3）計算對應的電樞電流，最后通過式（1）和式（2）計算新占空比值并輸出，如此重復直至啟動過程結束；

3．正常運行：系統進入閉環運行狀態，占空比由轉速PID運算確定。

總之，轉速單閉環系統具有系統簡單、成本低廉等優點，但因電流不可控，系統動態性能欠佳，不適用于有頻繁啟停要求的應用場合。

電動勢平衡方程式為：

電樞反電動勢：

電磁轉矩Te：

電樞電流（起動電流）：

審核編輯 黃宇