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      無刷直流電機控制方式的優點和缺陷

      更新時間:2019-11-11  點擊次數:2221次

        無刷DC 電機是在無刷DC 電機的基礎上發展起來的。它具有無級調速、調速范圍寬、過載能力強、線性度好、壽命長、體積小、重量輕、輸出大的優點。它解決了無刷DC電機存在的一系列問題,廣泛應用于工業設備、儀器儀表、家用電器、機器人、醫療設備等各個領域。由于無刷電機沒有用于自動換向的電刷,因此有必要使用電子換向器進行換向。

        無刷DC 電機驅動器實現了這種電子換向器的功能。 無刷DC 電機是在無刷DC 電機的基礎上發展起來的。它具有無級調速、調速范圍寬、過載能力強、線性度好、壽命長、體積小、重量輕、輸出大的優點。它解決了無刷DC電機存在的一系列問題,廣泛應用于工業設備、儀器儀表、家用電器、機器人、醫療設備等各個領域。由于無刷電機沒有用于自動換向的電刷,因此有必要使用電子換向器進行換向。無刷DC電機驅動器實現了這種電子換向器的功能。 目前,無刷DC電機主要有三種控制方法:FOC(也稱為矢量變頻和磁場矢量方向控制)、方波控制(也稱為梯形波控制、120控制和6步換向控制)和正弦波控制。這三種控制方法的優缺點是什么?

        方波控制 電機轉子的位置通過使用霍爾傳感器或無傳感器估計算法獲得,然后根據轉子的位置在360度電周期內執行6次換向(每60度一次)。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60度。由于在這種控制模式下,電機的相電流波形接近方波,因此稱為方波控制。 該方波控制方法控制算法簡單,硬件成本較低,使用性能一般的控制器可以獲得較高的電機速度;缺點是轉矩波動大,某些電流噪聲和效率達不到最大值。方波控制適用于對電機旋轉性能要求較低的場合。 正弦波控制 正弦波控制模式使用空間矢量脈寬調制波,輸出三相正弦波電壓。相應的電流也是正弦波電流。這種方法沒有方波控制換向的概念,或者認為換向在一個電氣循環中進行無限多次。顯然,與方波控制相比,正弦波控制轉矩波動更小,電流諧波更少,控制起來更“精致”,但控制器的性能要求略高于方波控制,電機效率無法充分發揮。 FOC控制 正弦波控制實現電壓矢量控制,間接實現電流大小控制,但不能控制電流方向。FOC控制模式可視為正弦波控制的升級版本,實現電流矢量控制,即電機定子磁場的矢量控制。

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