直流电机(BLDC)转速和频率的计算关系

简介

在做BLDC电机转速PID控制的时候，需要检测BLDC反馈回来的实际转速，跟目标转速进行比较，通过PID算法，修改驱动PWM脉冲的占空比，实现速度闭环控制。

转速到频率的计算

我们假设转速用n表示，单位RPM。 RPM就是每分钟旋转了多少圈。 再假设电机的极对数用P表示，如果电机旋转一圈产生12个脉冲，那么P = 12. 那么电机一分钟旋转了n圈，产生了 n * P 个脉冲， 那么一秒钟产生了多少脉冲呢，就是 n * P / 60 . 这就是频率值，假设用f 表示，那么 f = n * P / 60 (hz)，其中n的单位为RPM，f的单位hz。

多说两句：如果我们通过PID需要控制BLDC的最高转速是5000rpm，假如极对数p=12，那么频率就是f = 5000 * 12 / 60 = 1000Hz. 那么我设计的用来采样BLDC反馈速度的中断服务函数（一般是定时器中断服务函数），定时器的中断更新频率最好是这个频率的10倍，即10kHz，定时器的更新周期T = 100 us。那样基本就可以保证采样精度，不会误差很大。

频率到转速的计算

我们可以利用转速公式来计算转速，假如转速用n 表示， 频率 f， 电机极对数p. 那么转速的计算公式 n = 60 * f / p，f 的单位是Hz， n的单位RPM.

多说两句：实际应用中，我们会在中断中计算BLDC反馈回来的50%占空比的脉冲时间，有两种方式，一种是计算高电平的时间，然后求平均值，得到高电平滤波后的时候t，那么周期 f = 1 /2t，带入公式就可以得到BLDC当前的实际转速；另外一种是计算电机旋转一圈产生12个脉冲，即高点电平变化24次的时间，这是另外一种计算公式，这里就不说明了。

总结

n：电机转速（单位：转/分）

f：电机运行频率

P：极对数

举例：电机的额定转速为450RPM（450转/分钟），磁极对数为23对，则电机的运行频率为：f = (450∗23)/60 = 172.5Hz。