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無刷直流電機的驅動方法
無刷直流電機的驅動方法
無刷直流電機的驅動方法主要有以下幾種:
方波驅動(六步換向控制):這是較為傳統的驅動方式,利用霍爾傳感器或無感算法檢測轉子位置,在一個電周期內進行六次換向,每次換向間隔60°電角度。通過控制三相橋臂的開關狀態,使定子繞組產生的磁場軸線在空間轉動,帶動轉子旋轉。方波驅動控制算法簡單、硬件成本較低,但存在轉矩脈動較大、運行噪聲相對較高、效率不能達到大值等問題,適用于對電機轉動性能要求不高的場合,如風扇、電動工具等。
正弦波驅動:對電機繞組施加SVPWM波,輸出三相正弦波電壓,使電機繞組產生正弦波電流,通過控制正弦波電流的幅值和相位來控制電機轉矩。這種方式沒有方波驅動換向的概念,可認為在一個電氣周期內進行了限多次的換向。正弦波驅動的優點是轉矩波動較小,電流諧波少,無換向電流突變,電機運行噪聲小,但對控制器的性能要求較高,電機效率也不能發揮到大值,常用于對電機運行噪聲要求較高的場合。
FOC控制(矢量控制):可視為正弦波控制的升級版本,實現了電流矢量的控制,即實現了電機定子磁場的矢量控制。它將正弦波定子電流分解成與磁場平行的磁場分量電流和與磁場垂直的轉矩分量電流,并對兩種電流分別進行控制,實現磁通電流分量和轉矩電流分量的全解耦。FOC控制的優點是轉矩波動小、效率高、噪聲小、動態響應快,但硬件成本較高、對控制器性能有較高要求,電機參數需匹配,是效控制的佳選擇,在運動控制行業中備受矚目。