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直流無刷電機(jī)正弦波控制與方波控制有什么區(qū)別？

文章來源：永阜康科技更新時(shí)間：2024/5/29 14:18:00

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什么是直流無刷電機(jī)？

無刷直流電機(jī)是在有刷直流電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展來的，具有無極調(diào)速、調(diào)速范圍廣、過載能力強(qiáng)、線性度好、壽命長、體積小、重量輕、出力大等優(yōu)點(diǎn)，解決了有刷電機(jī)存在的一系列問題。由于無刷電機(jī)沒有電刷進(jìn)行自動(dòng)換向，因此需要使用電子換向器進(jìn)行換向。無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的就是這個(gè)電子換向器的功能。

無刷電機(jī)的控制方式

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，這兩類控制方式的原理分別是什么呢？

（1）方波控制：通過霍爾傳感器獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，然后根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置在360°的電氣周期內(nèi)，進(jìn)行6次換向（每60°換向一次）。每個(gè)換向位置電機(jī)輸出特定方向的力，因此可以說方波控制的位置精度是電氣60°。由于在這種方式控制下，電機(jī)的相電流波形接近方波，所以稱為方波控制。

（2）弦波控制：使用的是SVPWM波，輸出的是3相正弦波電壓，電機(jī)相電流為正弦波電流。可以認(rèn)為在一個(gè)電氣周期內(nèi)進(jìn)行了多次的連續(xù)變化換向，無換相電流突變。顯然，正弦波控制相比方波控制，其轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較小，電流諧波少，控制起來感覺比較“細(xì)膩”。

方波與弦波特點(diǎn)

方波控制特點(diǎn)

（1）價(jià)格便宜。驅(qū)動(dòng)器算法簡單，開發(fā)難度低，開發(fā)成本較低，且本身硬件成本比弦波控制成本低；

（2）加減速簡單粗暴，類似于轟油門，但也容易過沖；

（3）匹配電機(jī)簡單，對(duì)電機(jī)霍爾相位、相電感、相電阻要求低；

正弦波控制特點(diǎn)

（1）運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小。類似伺服的控制，運(yùn)行效果順暢，不易受負(fù)載變動(dòng)而波動(dòng)；

（2）更加穩(wěn)定可靠，使用壽命高。弦波控制避免產(chǎn)生尖峰電流的沖擊，而方波控制易產(chǎn)生尖峰電流，對(duì)mos管及電機(jī)進(jìn)行沖擊，容易影響使用壽命；

（3）安靜，噪聲小。電機(jī)運(yùn)行時(shí)方波控制可明顯聽到“吱吱吱”的電流聲，弦波控制電流聲極小；

（4）效率高，節(jié)能減排。弦波控制比方波控制電機(jī)的使用效果更高，輸出同等功率所需電流更低；

（5）算法難度較高，成本相對(duì)方波控制會(huì)高一點(diǎn)；

如何選擇方波與弦波驅(qū)動(dòng)

既然無刷電機(jī)的控制方式有弦波與方波兩種，那該如何選擇呢？

（1）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，選方波驅(qū)動(dòng)器；

（2）想要運(yùn)行效果好、穩(wěn)定可靠性高、靜音、耗電低效率高，選正弦波驅(qū)動(dòng)器；

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