采用方波驅動時，每次只給三相電機中的兩相通電：一相連接到電源的 正極，一相連接到電源的負極，一相浮空。電流從電源的正極流入，進入其 中一相，并從電機的另一相流出到電源的負極。如圖1所示，假設某一時刻，與A相連接的兩個功率管Q1和Q2關斷，電 機的A相浮空；與B相連接的上橋臂功率管Q3開通，B相連接到電源的正極。為了防止短路，上下兩個功率管不能同時開通，因此Q3開通的時候，Q4必須 關斷。與C相連接的上橋臂功率管Q5關斷，下橋臂功率管Q6開通，C相直接與 電源的負極連接。此時，電流從電源的正極進入Q3，流入電機的B相，并從電 機的C相流出，最后通過C相的下橋臂功率管Q6進入電源的負極。

圖 1?

逆變器驅動電路 通電線圈產生磁場，在定子磁場的作用下會產生一定角度的旋轉。如 果這個時候根據霍爾傳感器的輸出狀態，改變功率管的開通順序，轉子會持 續轉動到下一個位置。根據霍爾傳感器的輸出狀態，并按表1進行周期性 通電，那么轉子會不停地從一個位置運動到另一個位置，從而周期性地旋轉 起來。

表1

每一次改變通電順序，稱為一次換向，一個電周期共需要6次換向， 這就是人們常說的六步換向。旋轉時，定子磁場和轉子磁場始終保持適當的 角度差，要使電機產生的力矩增大，可以適當調整定子磁場領先轉子磁場的 角度。表2是轉子逆時針旋轉時的霍爾傳感器輸出狀態與各相通電順序，即 5→1→3→2→6→4。順時針旋轉時，順序正好相反。轉子旋轉時，霍爾傳感器輸出狀態會隨著轉子磁極移動而改變。因為三相間隔120°電角度擺放，因此3個霍爾傳感器的輸出信號波形也是互相間隔 120°電角度。表 1霍爾傳感器輸出狀態與換向順序 Ha Hb Hc 開通的功率管 ua ub uc 1 0 1 Q3，Q6 × 1 0 0 0 1 Q3，Q2 0 1 × 0 1 1 Q5，Q2 0 × 1 0 1 0 Q5，Q4 × 0 1 1 1 0 Q1，Q4 1 0 × 1 0 0 Q1，Q6 1 × 0 每個霍爾傳感器的輸出狀態會每隔180°改變一次，三相霍爾傳感器將整 個平面劃分為6個扇區，每隔60°電角度，3個霍爾傳感器的輸出狀態組合會 改變一次。根據霍爾傳感器的狀態，不斷改變三相通電順序，便可形成旋轉磁場， 使電機轉動起來。霍爾傳感器的輸出狀態與位置關系如圖2所示。?

圖2

圖 2 霍爾傳感器的輸出狀態與位置關系 直流電機的轉速和電壓是成正比的，如果想改變轉速，改變開通的功率 管的PWM占空比即可。這樣一來，加在電機相線上的等效電壓就會改變，相 當于直流有刷電機的調壓方式。常見PWM的調節方式有以下3種。

（1）H_PWM/L_ON，即其中一相的下橋臂一直開通，只調節另一相的 上橋臂。比如第一個狀態，Ub給正、Uc給負，Q3和Q6開通，電流從電源的正極經Q3流向電機的B相，再經C相流出，并經Q6進入電源的負極。此時可以只 調節上橋臂Q3的占空比，而Q6一直打開。

（2）H_ON/L_PWM，即其中一相的上橋臂一直開通，只調節另一相的 下橋臂。比如Q3常開，只調節Q6。

（3）H_PWM/L_PWM，即兩相橋臂對應的功率管互補調節。比如，某 個區間內，Q3和Q4為一組互補輸出，Q5與Q6為一組互補輸出，Q1和Q0關斷。互補的好處是，上管關斷的瞬間電流可以由下管續流，而不經過功率管的內 部續流二極管，可以避免大電流損害功率管。PWM頻率一般在20kHz左右，一是因為功率管的能力有限，二是為了盡 量避免高次諧波的干擾。

審核編輯：湯梓紅