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正弦波驱动超前角怎么控制?有了这个器件可以

近年来,跟着家电产品的无绳化、小型化和节能环保的推动;电动汽车、HVAC的增长,以及半导体和锂电池技巧的成长,推动了BLDC电机的快速成长,BLDC节制驱动技巧成为行业钻研新偏向,电子发热友盼望经由过程举办BLDC节制研讨会,构建电机行业交流,实现履历分享与探究,匆匆进电机节制技巧成长。但2020年一场突如其来的疫情给我们的事情生活带来了不便,蓝本计划的线下电机研讨会也由于疫情缘故原由改为线上宣布,然而这次研讨会的热度却不减色于线下,报名不雅看人数达1901人,ROHM、中电港、ST等厂商介入这次大年夜会并做了电机技巧与成长前景方面的分享,大年夜会时代还穿插着抽奖活动,不雅众介入度高。

这次大年夜会ROHM的设计工程师刘烁给我们分享了电机驱动技巧,刘烁在电机驱动方面拥有富厚的现场问题对应履历,他的分享让工程师们劳绩良多。

跟着经济社会成长,工业化与自动化水平的前进,电机作为主要的动力源泉,耗损的电力占到举世电力耗损的40%,许多国家都在推动电机往节能化偏向成长,此中日本推出了变频技巧并获得广泛应用。

我国作为制造大年夜国,工业电机应用量伟大年夜,同时在家电电机应用数量上达到举世第一,这在必然程度上使得耗损的电力增添,节能技巧的成长变得刻不容缓,节能技巧的成长带动全部电机行业技巧进级,由早期的感应电机到后来的镍锌铁氧体永磁电机,再到后来的变频节制的同步电机,每次电机的进级都代表着全部行业的变迁。

对付电机模型刘工谈到电机迁移转变会呈现切线偏向力矩为0,此外电机每迁移转变半圈都必要进行一次换向,而直流有刷电机就能办理这两个问题。直流有刷电机将3个线圈散播在不合偏向上,经由过程碳刷与磁场触点位置不合进行换向,从下图输着力矩的曲线上可知直流有刷电机输着力矩存在颠簸,但没有逝世点。

直流有刷电机作为应用最广泛的电机,必然有许多优点,比如布局简单、驱动电路简单以致可以不用驱动电路,只需接上电源即可。但有刷电机也存在一些毛病,因为应用碳刷进行换向,需要造成碳刷磨损严重,触点位置轻易孕育发生火花等。为办理这个问题,无刷电机成为一种异常好的办理规划。

无刷电机经由过程应用电子元器件来实现换向,避免了碳刷磨损,延长电机应用寿命,同时更轻易实现高转速。无刷直流电机经由过程驱动电路进行换向,而驱动电路主如果由一个节制IC与三级功率驱动器件组成,功率输出器件可选择大年夜功率输出的MOSFET也可以选择IGBT,当然还必要对电机转子位置检测,霍尔传感器便是此中的一种办理规划。

方波驱动作为无刷电机一种常用驱动要领,它布局简单但也在一些问题,最常见的便是振动与噪音大年夜,当我们不斟酌线圈电感的影响时,输入抱负的方波电流,力矩仍旧存在颠簸。当斟酌到线圈电感时,换向历程会发生急剧的充放电,造成较大年夜的振动与噪音。为办理这个问题,技巧职员开拓出了梯形波驱动。

经由过程在换相时经由过程PWM使电流平缓衰减,低落振动与噪音,同时在本身没通电的60度区间进行通电,在必然程度上前进了电机运行效率。然而梯形波并不能完全办理这个问题,跟着功率器件的成长,正弦波驱动成为办理振动与噪音的根本办理要领。

经由过程输入一个与反电动势相同相位的正弦波电流,在抱负前提下,可以打消力矩颠簸,但实际利用中线圈中存在电感,轻易呈现电流相位滞后于反电动势,此时输着力矩会下降,也便是效率的下降,为办理这个问题最轻易想到的便是将输出电压相位加上一个超前角度。

正弦波驱动能有效低落振动与噪音,成为一种应用对照广泛的驱动要领,但超前角度不轻易节制,超前角度太大年夜与太小都邑影响电机的效率。在不合超前角的实验结果如下图,正弦波节制能有效打消噪音,但超前角假如没共同好,也会造成效率下降。

要实现对电机的节制,必要斟酌驱动之间开关速率以及节制IC的输出斜率大年夜小,为此ROHM提出了一种正弦波办理规划,经由过程将驱动电路框架聚拢到节制逻辑IPM中,设计者无需再对IC节制三级驱动与功率器件的细节进行调剂,同时能实现对超前角0~40°范围的节制,有效低落设计难度。

这次电机研讨会刘工的电机驱动节制分享让我们受益匪浅,在实际运用中,根据不合场合可以选择相宜的驱动要领,而正弦波驱动要领凭借其低噪音、低振动的特点,运用在空调风机、散热风扇等产品中,利用范围广泛。

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