直流无刷电机弦波控制与方波控制有什么区别?
栏目:行业资讯 发布时间:2020-08-06
简单介绍直流无刷电机及控制方式,弦波与方波的原理及特点。

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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。

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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;

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;

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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,选弦波驱动器;

    深圳市安普斯智能科技有限公司所开发的无刷驱动器都是采用弦波控制,运行效果好、速度波动小、稳定可靠性高、静音,广泛应用于直流无刷广告门控制、直流无刷道闸控制、直流无刷尿素泵驱动、直流无刷医疗注射泵驱动等。弦波直流无刷驱动器,首选安普斯(AMPS)。