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直流无刷电机在技术层面以及进入门槛的要求都比其他电机(如交流、直流有刷)更高,因此拥有较高的附加值;目前直流无刷电机普及的过程主要的一点是比传统的电机成本更高,普遍消费者接受低碳节能产品的观念不强,随着资源短缺与环境保护的双重压力政府开始主导推广节能高效的电机家电产品。而直流无刷电机就是满足节能低碳的要求。
直流无刷电机控制比交流电机控制复杂,并且需要基于MCU(核心软件)来控制电机的转速与保护电机。直流无刷电机控制驱动上可采用方波驱动或磁通正弦PWM驱动两种控制系统算法。其中,磁通正弦驱动备受业界嘱目正弦PWM仅依靠3个霍尔零件无法顺利产生正弦波相电流控制信号,必须整合高分辨率的位置编码器来辅助霍尔零件,以取得更精确的位置信息,方能产生所需的正弦波。但位置编码器的高成本却不是一般应用所能接受的,空间向量调制应运而生 空间向量调制PWM也叫磁通正弦PWM法。它以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,用控制器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通,由它们的比较结果决定控制器的开关,形成PWM波形。此法从直流无刷电机的角度出发,把控制器和电机看作一个整体,以内切多边形逼近圆的方式进行控制,使直流无刷电机获得幅值恒定的圆形磁场(正弦磁通)。具体方法又分为磁通开环方式和磁通闭环方式。磁通开环法用两个非零向量和一个零向量合成一个等效的电压向量,若采样时间足够小,可合成任意电压向量。此法输出电压比正弦波调制时提高15%,谐波电流有效值之和接近小。磁通闭环方式引入磁通反馈,控制磁通的大小和变化的速度。在比较估算磁通和给定磁通后,根据误差决定产生下一个电压矢量,形成PWM波形。这种方法克服了磁通开环法的不足,解决了直流无刷电机低速时,定子电阻影响大的问题,减小了电机的震动和噪声。
其实在不同的应用场合及产品中,方波驱动的应用更广。他具有更低成本,低切换损失以及不需要精确的转子反馈等优点。较适合在大能量输出场合使用。如载具、泵、工具机、工业用风扇及室外型产品(噪音要求小的产品)。正弦波驱动直流无刷电机有运转平顺及无震动、无噪声的优势,较适合场合:吸尘器、空调、冰箱、洗衣机、洗碗机、家用风扇等家用产品。直流无刷电机不仅在家用电器行业使用广泛,还在纺织、冶金、自动化生产流水线、汽车、医疗设备、航空航天、智能仓储、道闸、升降柱、数控机床等工业领域,直流无刷电机都应用十分广泛,可以说直流无刷电机已经逐步成为工业用电机的发展主流。
.(编辑:柏乡电工培训学校)