目前直流無刷電機(jī)的控制主要分兩大類:方波控制(梯形波控制)與弦波控制,它們?cè)谠?、性能、?yīng)用等方面存在明顯區(qū)別,在應(yīng)用過程中又該如何選擇呢?
01、什么是方波和正弦波
方波控制
? 定子三相繞組按 6 個(gè)固定順序輪流通電,每 60° 電角度換一次相。
? 任一時(shí)刻只有兩相通電,第三相懸空。
? 電流波形呈“階梯狀”矩形,電壓為直流母線電壓的 0 或 ±Vdc。
正弦波控制
? 通過空間矢量 PWM(SVPWM)把三相電流調(diào)制成相位差 120° 的正弦波。
? 任何時(shí)刻三相全部通電,電流幅值隨轉(zhuǎn)子角度連續(xù)變化。
? 電壓為高頻 PWM 脈沖,占空比按正弦規(guī)律變化,經(jīng)電感濾波后得到光滑正弦電流。
02、方波和正弦波特點(diǎn)
方波特點(diǎn)
系統(tǒng)簡(jiǎn)單,開發(fā)門檻低,MCU算力要求低,本身硬件成本比正弦波控制低;
匹配電機(jī)簡(jiǎn)單,對(duì)霍爾安裝誤差、電感電阻電容差都不敏感,要求低;
60°電角度的位置分辨率導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大,低速時(shí)抖動(dòng)、噪聲明顯;
電流諧波豐富,帶來額外電磁噪聲與發(fā)熱,效率相比正弦波略遜;
無法精細(xì)調(diào)速,加減速“粗暴”,容易過沖。
正弦波特點(diǎn)
轉(zhuǎn)矩波動(dòng)極小,低速也能非常平穩(wěn)順滑,靜音,噪聲、震動(dòng)幾乎聽不到;
電流諧波低,鐵耗、銅耗下降,系統(tǒng)效率更高,同功率下電流更小;
動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,可做伺服級(jí)位置、轉(zhuǎn)速閉環(huán);
算法難度高,硬件成本相對(duì)上升;
電機(jī)本體的相電感、反電勢(shì)波形、霍爾安裝誤差都需要嚴(yán)格匹配,要求高。
03、如何選擇方波與正弦波驅(qū)動(dòng)?
既然無刷電機(jī)的控制方式有方波和正弦波兩種,那該如何選擇呢?
對(duì)運(yùn)行效果、性能、穩(wěn)定可靠性沒有太高的要求,追求低成本,選擇方波驅(qū)動(dòng)器;
想要運(yùn)行效果好、穩(wěn)定性高、靜音、耗電低效率高,選弦波驅(qū)動(dòng)器 。
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深圳市智創(chuàng)電機(jī)有限公司無感無刷驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器均采用正弦波控制,速度運(yùn)行平穩(wěn),誤差控制在±0.5%以內(nèi)、噪音小、效率高、綜合節(jié)電率高達(dá)20%~60%、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、性價(jià)比高,廣泛應(yīng)用于拋光、打磨、高速主軸、V-CUT機(jī)、AGV小車、物流分揀系統(tǒng)、醫(yī)療器械、高速離心機(jī)、紡織機(jī)械、食品包裝、電動(dòng)叉車、清潔機(jī)器人、碼垛搬運(yùn)機(jī)器人等。