无刷直流电机BLDCM(Brushless DC motor)由于自身运行速度高,可靠性较好,依靠电子换相不会产生火花等优点,目前广泛应用于民用、军事等不同领域。而无刷直流电机无位置传感器控制技术降低了系统硬件成本,简化了设计,并使无位置传感器无刷电机可以应用于高温高湿的环境中,提高了电机运行的可靠性,大大拓展了无刷直流电机的应用范围。无刷直流电机无位置传感器控制技术可分为两个部分:电机的无位置传感器感起动、FOC(Field oriented control)控制技术,无传感器启动的性能和FOC控制系统中的转子位置检测准确度对电机控制效果有着很大作用,启动性能越好、转子检测精确度越高,电机运行状态就越好。本文基于无位置传感器无刷直流电机的矢量控制,设计了自动割草机的电机控制系统,实现控制器能够在无传感器下的起动和FOC控制的功能,后续为了叙述方便,将无传感器无刷直流电机称为无感无刷直流电机,无位置传感器控制称为无感控制。主要完成如下工作:(1)无感BLDCM电机选择:无刷直流电机根据不同的应用环境,需要选择合适的型号的电机,本次应用对象为割草机,故选择功率为500W,额定电流大小为13A的电机最为合适。(2)无感无刷直流电机的启动方案:无感BLDCM区别于有刷直流电机有感BLDCM,电机本身没有霍尔传感器或者编码器,在启动方式上需要根据电机特性设计启动参数,从而依据设计的软件模型达到启动的目的。(3)无感FOC设计:FOC控制策略能够很大程度上减少电机的噪声,提高电机的运行的平稳性,提高电机的有效功率。对无感FOC控制策略的转速/电流双闭环设计,对无感BLDCM转速位置检测以及空间矢量脉宽调制SVPWM(Space vector pulse width modulation)模型的建立。(4)计算机仿真:对电机设计算法进行仿真。在进行软件编写之前进行了方案设计,方案的可实施性需要进行仿真验证,再完成代码后结合仿真结果对软件代码进行修正,以便在实际执行时达到电机控制想要的效果。(5)控制硬件设计:该控制系统的硬件设计是软件设计的基础。硬件设计上核心电路包括电源模块、逆变桥、逆变器驱动模块、电流采样、硬件过流保护等功能模块设计;硬件电路设计的合理性除了PCB的设计,更重要的是根据应用对象和控制的需要对关键元器件进行选型。(6)控制软件设计:软件设计上需要按照高内聚,低耦合的设计思想,合理编写功能模块代码,减少各个模块之间的代码耦合度。该控制系统的软件主要包含以下模块的设计:无传感器启动算法设计、电机位置估算、FOC控制算法以及,根据割草机的要求进行速度闭环功能代码的设计。结合割草机进行电机的硬件和软件的调试,完成无感BLDCM的启动和调速等功能,使控制能满足割草机的控制需求。