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无刷直流电动机常用控制方法的比较

无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上开发的。具有无级调速,调速范围宽,过载能力强,线性度好,寿命长,体积小,重量轻,产量大的优点。为了解决电刷电动机中的一系列问题,它们被广泛用于工业设备,仪器仪表,家用电器,机器人和医疗设备等各个领域。由于无刷电动机没有用于自动换向的电刷,因此有必要使用电子换向器进行换向。无刷直流电动机驱动器实现了该电子换向器的功能。无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上开发的。具有无级调速,调速范围宽,过载能力强,线性度好,寿命长,体积小,重量轻,产量大的优点。为了解决电刷电动机中的一系列问题,它们被广泛用于工业设备,仪器仪表,家用电器,机器人和医疗设备等各个领域。由于无刷电动机没有用于自动换向的电刷,因此有必要使用电子换向器进行换向。无刷直流电动机驱动器实现了该电子换向器的功能。目前,有三种主流的无刷直流电动机控制方法:FOC(也称为矢量频率控制,磁场矢量定向控制),方波控制(也称为梯形波控制,120°控制,六步换向控制)和正弦波控制。那么,这三种控制方法中的每一种都有哪些优缺点?方波控制方波控制使用霍尔传感器或非感应估计算法来获取电动机转子的位置,然后根据转子位置在360°电周期内执行6次换向(每60°进行一次换向)。每个换向位置马达在特定方向上输出力,因此可以说方波控制的位置精度为60°电。因为以这种控制方式,电动机的相电流波形接近方波,所以称为方波控制。方波控制方式的优点是控制算法简单,硬件成本低,使用性能通用的控制器可以获得更高的电机转速。缺点是转矩波动大,有一定的电流噪声,效率达不到最大值。 。方波控制适用于不需要高电机旋转性能的场合。正弦波控制正弦波控制方法使用SVPWM波形,输出为三相正弦波电压,对应的电流也为正弦波电流。以此方式,不存在方波控制换向的概念,或者认为在电周期中进行无数次的换向。显然,与方波控制相比,正弦波控制具有较小的转矩波动和较小的电流谐波,并且控制感觉更“精细”,但是控制器的性能要求比方波控制和电动机的性能要求略高。效率无法得到充分利用。最大值。 FOC控制正弦波控制实现了电压矢量的控制,间接实现了电流大小的控制,但无法控制电流的方向。 FOC控制方法可以看作是正弦波控制的升级版本,它可以实现对电流矢量的控制,即对电动机定子磁场的矢量控制。通过控制电动机的定子磁场的方向,能够将电动机的定子磁场和转子磁场始终保持在90°,能够实现一定电流下的最大转矩输出。 FOC控制方法的优点是:转矩波动小,效率高,噪音小,动态响应快;缺点是:更高的硬件成本,对控制器性能的更高要求以及电机参数需要匹配。由于FOC的明显优势,它已在许多应用中逐渐取代了传统的控制方法,并在运动控制行业中受到青睐。推荐课程:张飞软硬开源,基于STM32 BLDC无刷直流电动机驱动器视频套件http://t.elecfans.com/topic/42.html?elecfans_trackid=fsy_post