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直流无刷电机正弦波控制与方波控制有什么区别?
文章来源:永阜康科技 更新时间:2024/5/29 14:18:00
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什么是直流无刷电机?

    无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的,具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点,解决了有刷电机存在的一系列问题。由于无刷电机没有电刷进行自动换向,因此需要使用电子换向器进行换向。无刷直流电机驱动器实现的就是这个电子换向器的功能。

无刷电机的控制方式

    目前直流无刷电机的控制主要分两大类:方波控制(梯形波控制)与弦波控制,这两类控制方式的原理分别是什么呢?

(1)方波控制:通过霍尔传感器获得电机转子的位置,然后根据转子的位置在360°的电气周期内,进行6次换向(每60°换向一次)。每个换向位置电机输出特定方向的力,因此可以说方波控制的位置精度是电气60°。由于在这种方式控制下,电机的相电流波形接近方波,所以称为方波控制。

(2)弦波控制:使用的是SVPWM波,输出的是3相正弦波电压,电机相电流为正弦波电流。可以认为在一个电气周期内进行了多次的连续变化换向,无换相电流突变。显然,正弦波控制相比方波控制,其转矩波动较小,电流谐波少,控制起来感觉比较“细腻”。

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方波与弦波特点

方波控制特点

(1)价格便宜。驱动器算法简单,开发难度低,开发成本较低,且本身硬件成本比弦波控制成本低;

(2)加减速简单粗暴,类似于轰油门,但也容易过冲;

(3)匹配电机简单,对电机霍尔相位、相电感、相电阻要求低;

正弦波控制特点

(1)运行平稳,转矩波动小。类似伺服的控制,运行效果顺畅,不易受负载变动而波动;

(2)更加稳定可靠,使用寿命高。弦波控制避免产生尖峰电流的冲击,而方波控制易产生尖峰电流,对mos管及电机进行冲击,容易影响使用寿命;

(3)安静,噪声小。电机运行时方波控制可明显听到“吱吱吱”的电流声,弦波控制电流声极小;

(4)效率高,节能减排。弦波控制比方波控制电机的使用效果更高,输出同等功率所需电流更低;

(5)算法难度较高,成本相对方波控制会高一点;

 

如何选择方波与弦波驱动

    既然无刷电机的控制方式有弦波与方波两种,那该如何选择呢?

(1)对运行效果、性能、稳定可靠性没有太高的要求,追求低成本,选方波驱动器;

(2)想要运行效果好、稳定可靠性高、静音、耗电低效率高,选正弦波驱动器;

 
 
 
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