| 三相全波無刷電機的激勵方式有120度激勵驅動和正弦波激勵驅動兩種。相比120度激勵驅動，三相全波無刷電機的正弦波激勵驅動在控制精度、效率、噪聲等方面更具優勢，但在系統的復雜性和成本方面，三相全波無刷電機的矩形波驅動更勝一籌。
三相全波無刷電機的驅動： 有傳感器、正弦波激勵PWM驅動電路示例
正弦波激勵驅動通過由高邊和低邊開關組成的驅動器所具備的三相控制和驅動電路來實現驅動。以下是帶有傳感器的正弦波激勵PWM驅動的電路框圖和各輸入輸出波形圖示例。 其基本工作是將來自三個霍爾傳感器的信號輸入至霍爾放大器的輸入端，經過波形合成的信號通過比較器和三角波轉換為PWM信號，由輸出段MOSFET來驅動電機的線圈。A1、A2、A3的PWM信號的等效電壓為120度相位差的正弦激勵波形。120度激勵是120度導通60度關斷的矩形波激勵方法，但正弦波驅動則是180度激勵，由于是通過正弦波對零到最大值實施激勵，因此工作更平穩，噪聲更低。另外，PWM還有助于提高效率。
三相全波無刷電機的驅動： 有傳感器、正弦波激勵PWM驅動波形示例
下面使用各波形示例進行詳細說明，先來了解正弦波PWM轉換。
以前面框圖中的H1P/H1N輸入通道為例。霍爾放大器的輸出H1通過波形合成電路變為圖中紫色的正弦波M1。來自M1和三角波振蕩器的三角波被輸入比較器，作為比較結果，輸出具有脈沖寬度的矩形波P1（比較器輸出）。P1是通過電平轉換和同時導通防止電路來控制輸出段MOSFET的柵極，從而驅動電機線圈的PWM輸出。這種使用比較器和三角波的PWM轉換是很常見的方式，并且是很多電路中使用的方法，比如開關穩壓器的PWM生成等。 接下來，請看各輸入輸出波形。
霍爾元件電壓的輸入H1P/H1N～H3P/H3N，是以差分方式接收來自霍爾元件的信號，并輸出H1～H3相位差120度的正弦波（參見波形圖“霍爾元件電壓波形”）。 霍爾元件電壓通過波形合成電路成為M1～M3。此時，以比原始相位超前30度以上的相位生成各波形（參見“合成波形”）。稱為“超前角”的概念將會另行詳細介紹。 如前所述，M1～M3通過比較器與三角波進行比較并被轉換為PWM信號（參見“比較器波形P1～P3”）。 電機線圈的電壓波形是PWM信號，但波形圖中顯示的是等效電壓波形。可以看出等效電壓波形是正弦波驅動。
當然，線圈電流是正弦波。通過波形合成電路使相角超前，從而使線圈電流波形的相角總是比霍爾元件電壓（H1～H3）超前30度。這一系列的控制稱為“超前角控制”。 120度激勵時，在線圈電壓波形中看到有線圈電流的ON/OFF引起的尖峰噪聲，但在正弦波激勵驅動時，由于是180度激勵，沒有ON/OFF，因此不會發生尖峰噪聲。 下一篇計劃介紹超前角控制的相關內容。
關鍵要點：
・三相全波無刷電機的正弦波激勵PWM驅動是各相位差為120度的正弦波驅動。
・三相全波無刷電機的正弦波激勵PWM驅動由于不會像三相全波無刷電機的120度激勵驅動那樣產生尖峰噪聲而在噪聲方面更具優勢。
・三相全波無刷電機的正弦波驅動通過PWM驅動實現高效率。 |
