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直流無刷電機正弦波控制與方波控制有什么區(qū)別？

文章來源：永阜康科技更新時間：2024/5/29 14:18:00

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什么是直流無刷電機？

無刷直流電機是在有刷直流電動機的基礎上發(fā)展來的，具有無極調(diào)速、調(diào)速范圍廣、過載能力強、線性度好、壽命長、體積小、重量輕、出力大等優(yōu)點，解決了有刷電機存在的一系列問題。由于無刷電機沒有電刷進行自動換向，因此需要使用電子換向器進行換向。無刷直流電機驅(qū)動器實現(xiàn)的就是這個電子換向器的功能。

無刷電機的控制方式

目前直流無刷電機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)，進行6次換向（每60°換向一次）。每個換向位置電機輸出特定方向的力，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，電機相電流為正弦波電流。可以認為在一個電氣周期內(nèi)進行了多次的連續(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)矩波動較小，電流諧波少，控制起來感覺比較“細膩”。

方波與弦波特點

方波控制特點

（1）價格便宜。驅(qū)動器算法簡單，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）匹配電機簡單，對電機霍爾相位、相電感、相電阻要求低；

正弦波控制特點

（1）運行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)矩波動小。類似伺服的控制，運行效果順暢，不易受負載變動而波動；

（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mos管及電機進行沖擊，容易影響使用壽命；

（3）安靜，噪聲小。電機運行時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，成本相對方波控制會高一點；

如何選擇方波與弦波驅(qū)動

既然無刷電機的控制方式有弦波與方波兩種，那該如何選擇呢？

（1）對運行效果、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)動器；

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

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