其利天下技术|引起无刷电机抖动的原因及解决办法·无刷电机驱动方案

无刷电机的抖动问题，我相信不少工程师在调试的过程中都会遇到过。能让无刷电机在启动瞬间能够实现平滑启动，是考验工程师能力的提升之一。今天我们来探讨一下这个话题，无刷电机启动时出现抖动可能由多种原因导致，以下是一些常见原因及对应的解决调整方法：

电机参数匹配问题

相序错误：无刷电机的三相绕组有特定的相序，如果在接线过程中相序接错，电机启动时各相产生的磁场就不能按照正常顺序切换，导致转矩不均衡，从而出现抖动现象。例如，原本应该按照 U-V-W 顺序通电产生旋转磁场来驱动电机转动，若接成了 U-W-V 顺序，磁场变化就不符合正常运转逻辑，电机无法平稳启动。

参数不匹配：电机的一些关键参数，如绕组电感、电阻与所使用的驱动方案中的驱动参数（比如驱动电压、电流设置等）不匹配。当启动时，实际给到电机的电能无法使其按照理想状态平稳加速转动，进而造成抖动。比如，驱动电压设置过低，电机启动转矩不足，就难以克服自身的静摩擦力等阻力，转速不稳定，产生抖动。

解决方法：

检查相序：仔细核对电机三相绕组与驱动电路的连接，确保相序正确。可以参考电机的接线图或者使用专业的相序检测工具来确认。如果发现相序错误，按照正确的相序重新接线即可。

重新校准参数：对电机的绕组参数进行精确测量，然后依据这些参数来调整驱动方案中的电压、电流等相关设置。可以通过查阅电机的规格说明书获取标准参数范围，或者咨询电机生产厂家，使驱动参数与电机实际参数达到良好匹配，保障电机能平稳获取足够的启动能量。

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传感器故障

原因分析： 无刷电机通常依靠霍尔传感器等位置检测传感器来反馈转子的位置信息，以便驱动电路准确地切换电流方向，实现连续旋转。如果传感器出现故障，比如霍尔传感器损坏、移位或者受到外界干扰，向驱动电路反馈的位置信息不准确，那么驱动电路就无法精准地控制电机各相绕组的通电顺序和时间，导致电机启动时转矩波动，产生抖动。例如，霍尔传感器因受潮短路，输出的信号错乱，使得电机控制逻辑紊乱，不能正常启动运转。

解决方法：

检查传感器状态：使用专业的检测仪器（如万用表等）检测传感器的电气性能，查看是否有断路、短路等故障情况。同时，检查传感器的安装位置是否正确、牢固，有无松动或移位现象。

更换或修复传感器：如果检测到传感器损坏，应及时更换同型号、符合规格要求的传感器。若是传感器安装位置有偏差，需要重新调整到正确位置，并进行固定，确保其能准确检测转子位置并反馈正常信号。

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机械结构问题

原因分析：

转子不平衡：电机转子在制造、装配过程中可能存在质量分布不均匀的情况，使得转子重心与旋转中心不重合。在启动时，由于离心力的不均衡作用，就会引起电机振动和抖动。例如，转子上的永磁体粘贴位置有偏差或者转子轴加工精度不够，导致转子整体质量分布不均。

轴承问题：轴承如果磨损严重、润滑不良或者安装不当，会增加电机转动时的摩擦力和阻力，并且使得转子的旋转不够顺畅，在启动阶段就容易出现抖动现象。比如，轴承长期使用后缺乏润滑，滚珠与内外圈之间的摩擦力增大，阻碍了转子的正常启动转动。

解决方法：

校正转子平衡：可以采用专业的动平衡机对转子进行检测和校正，通过在转子上添加或去除一定质量的配重物质（如在合适位置粘贴平衡块等），使转子的质量分布均匀，重心与旋转中心重合，减少因不平衡产生的抖动。

检查和维护轴承：定期检查轴承的磨损情况，若磨损过度应及时更换新轴承。同时，确保轴承安装正确，并且添加适量、合适的润滑油脂，降低轴承的摩擦系数，保证转子能顺畅转动，从而减轻启动时的抖动。

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驱动电路干扰

原因分析： 驱动电路周围可能存在电磁干扰，比如来自其他大功率电器设备、高频信号源等产生的电磁场，干扰了驱动电路的正常工作信号。或者驱动电路自身的布线不合理，电源线与信号线之间没有做好隔离，导致信号传输受到干扰，使得电机启动时控制信号出现异常波动，引起电机抖动。例如，在电机驱动系统附近有正在运行的电焊机，电焊机产生的强电磁场可能会耦合到驱动电路中，影响电路的正常运行。 解决方法： 电磁屏蔽与隔离：对驱动电路采用金属屏蔽罩进行屏蔽，减少外界电磁场的干扰；同时，合理布置电路布线，将电源线与信号线分开铺设，必要时使用屏蔽线来传输信号，并做好接地处理，防止信号受到电磁干扰。 增加滤波电路：在驱动电路的电源输入端和信号输入端添加合适的滤波电容、电感等滤波元件，滤除电源中的杂波以及信号线上的干扰信号，使驱动电路接收到的电源和控制信号更加纯净、稳定，保障电机平稳启动。

负载异常

原因分析： 电机启动时所带的负载过大或者负载有卡顿等异常情况。例如，风筒中的风叶被异物卡住，或者负载的机械结构设计不合理，转动惯量过大，使得电机在启动瞬间需要克服极大的阻力，无法顺利达到稳定的启动转速，进而出现抖动现象。

解决方法： 检查负载情况：查看负载是否有异物阻挡、卡死等问题，对负载的机械结构进行检查，排除可能导致转动不顺畅的因素，如调整风叶的安装位置，确保其能自由灵活转动；优化负载的结构设计，减小转动惯量，使电机启动时的负载处于合理范围之内，便于电机平稳启动。