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直流無刷電機正弦波控制與方波控制有什么區別?
文章來源:永阜康科技 更新時間:2024/5/29 14:18:00
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什么是直流無刷電機?

    無刷直流電機是在有刷直流電動機的基礎上發展來的,具有無極調速、調速范圍廣、過載能力強、線性度好、壽命長、體積小、重量輕、出力大等優點,解決了有刷電機存在的一系列問題。由于無刷電機沒有電刷進行自動換向,因此需要使用電子換向器進行換向。無刷直流電機驅動器實現的就是這個電子換向器的功能。

無刷電機的控制方式

    目前直流無刷電機的控制主要分兩大類:方波控制(梯形波控制)與弦波控制,這兩類控制方式的原理分別是什么呢?

(1)方波控制:通過霍爾傳感器獲得電機轉子的位置,然后根據轉子的位置在360°的電氣周期內,進行6次換向(每60°換向一次)。每個換向位置電機輸出特定方向的力,因此可以說方波控制的位置精度是電氣60°。由于在這種方式控制下,電機的相電流波形接近方波,所以稱為方波控制。

(2)弦波控制:使用的是SVPWM波,輸出的是3相正弦波電壓,電機相電流為正弦波電流。可以認為在一個電氣周期內進行了多次的連續變化換向,無換相電流突變。顯然,正弦波控制相比方波控制,其轉矩波動較小,電流諧波少,控制起來感覺比較“細膩”。

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方波與弦波特點

方波控制特點

(1)價格便宜。驅動器算法簡單,開發難度低,開發成本較低,且本身硬件成本比弦波控制成本低;

(2)加減速簡單粗暴,類似于轟油門,但也容易過沖;

(3)匹配電機簡單,對電機霍爾相位、相電感、相電阻要求低;

正弦波控制特點

(1)運行平穩,轉矩波動小。類似伺服的控制,運行效果順暢,不易受負載變動而波動;

(2)更加穩定可靠,使用壽命高。弦波控制避免產生尖峰電流的沖擊,而方波控制易產生尖峰電流,對mos管及電機進行沖擊,容易影響使用壽命;

(3)安靜,噪聲小。電機運行時方波控制可明顯聽到“吱吱吱”的電流聲,弦波控制電流聲極小;

(4)效率高,節能減排。弦波控制比方波控制電機的使用效果更高,輸出同等功率所需電流更低;

(5)算法難度較高,成本相對方波控制會高一點;

 

如何選擇方波與弦波驅動

    既然無刷電機的控制方式有弦波與方波兩種,那該如何選擇呢?

(1)對運行效果、性能、穩定可靠性沒有太高的要求,追求低成本,選方波驅動器;

(2)想要運行效果好、穩定可靠性高、靜音、耗電低效率高,選正弦波驅動器;

 
 
 
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