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無刷電機控制器是什么？

來源：深圳市鑫海文科技有限公司|發(fā)布時間：2019-04-03 20:37

無刷電機控制器伴隨著無刷電機出現(xiàn)在人們的視線中已經很多年了，但是大部分人對于無刷電機非常了解，而且也接觸過無刷電機。對于無刷電機控制器是什么也許都還不知道？今天就和大家介紹一下無刷電機控制器是什么？以及相關知識。

無刷電機控制器是什么？

簡單來說，無刷電機控制器就是一個可用于為三相無刷電機提供封閉回路的換向控制信號的控制裝置，主要包括電源變換電路、微控制器（單片機或DSP或其他處理器）和信號輸入輸出電路三大部分。控制器內存貯有控制器的工作程序，它能準確地控制、通過檢測直流電機的位置傳感器，對電機進行有效控制（如電機啟動停止、轉速控制、方向控制、位移控制）控制進行動態(tài)實時監(jiān)控、有效保護電機，解決了無法對電機進行動態(tài)實時監(jiān)控，控制不準確、保護不可靠的技術問題。那么在選擇無刷電機控制電路的時候，是選擇恒驅這種內置驅動電

無刷電機控制器的控制方式有哪些？

目前，主流的無刷直流電機的控制方式有3種：FOC（又稱為矢量變頻、磁場矢量定向控制）、方波控制（也稱為梯形波控制、120°控制、6步換向控制）和正弦波控制。那么這3種控制方式都各有什么優(yōu)缺點呢？

方波控制

使用霍爾傳感器或者無感估算算法獲得電機轉子的位置，然后根據(jù)轉子的位置在360°的電氣周期內，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。

方波控制方式的優(yōu)點是控制算法簡單、硬件成本較低，使用性能普通的控制器便能獲得較高的電機轉速；缺點是轉矩波動大、存在一定的電流噪聲、效率達不到最大值。方波控制適用于對電機轉動性能要求不高的場合。

正弦波控制

正弦波控制方式使用的是SVPWM波，輸出的是3相正弦波電壓，相應的電流也是正弦波電流。這種方式沒有方波控制換向的概念，或者認為一個電氣周期內進行了無限多次的換向。顯然，正弦波控制相比方波控制，其轉矩波動較小，電流諧波少，控制起來感覺比較“細膩”，但是對控制器的性能要求稍高于方波控制，而且電機效率不能發(fā)揮到最大值。

FOC控制

正弦波控制實現(xiàn)了電壓矢量的控制，間接實現(xiàn)了電流大小的控制，但是無法控制電流的方向。FOC控制方式可以認為是正弦波控制的升級版本，實現(xiàn)了電流矢量的控制，也即實現(xiàn)了電機定子磁場的矢量控制。

無刷電機控制器應該如何選擇？

大家都知道，無刷電機控制器或者說是控制電路，是用來控制無刷電機的，那么就必然會有一個相互之間的配合問題。恒驅的這種內置驅動方式，電機和控制器兩者在研發(fā)初期就有考慮到兩者的性能配合，所以這兩者相互之間是最合適的。但是，這并不是說它就不能和其它的控制器配合使用。這個需要根據(jù)具體的驅動方案來判斷，因為每一種驅動方案設計思路不同，它呈現(xiàn)的效果和需要提供的配合也是不同的。一般無刷電機驅動方案設計公司也是需要根據(jù)無刷電機的內部電路來設計驅動方案的。所以總的來講，只要配合得當，內置或者單獨提供控制器都是可以的。上面的這種說法，容易給大家造成一種誤區(qū)，就好像如果不選用內置驅動的話，就變成了外置一樣，實際上并不是這樣的。恒驅電機內置控制器這種方案，是我們在設計的時候就考慮到空間和使用的問題，將控制器整合在電機內部，讓整個產品看起來比較整潔，出線有條理。如果和其它的控制器配合使用的話，因為我們不能保證對方提供的控制器能不能裝進電機里面，所以就有了外置的處理方案。

優(yōu)質的無刷電機控制器應該具備哪些優(yōu)點？

當然不僅與先進或高速的處理器有關，更重要的是，需要成熟半導體技術與模塊化先進無刷電機控制軟件庫的相互結合。新型無刷直流電機需要更復雜的電子控制。但很多傳統(tǒng)電機行業(yè)工程師只了解硬件，缺乏對電子控制算法和將復雜數(shù)字計算轉換為軟件編碼的經驗和專有技術。

為了實現(xiàn)電機的高可靠性、低成本和高效率，業(yè)界從有傳感器向無傳感器轉型的趨勢也很明顯。例如，在傳統(tǒng)磁場定向控制電機設計中，采用轉子傳感器既會增加成本（需要傳感器、電源、特殊布線與連接器、安裝以及維護），還可能會降低可靠性（惡劣條件下性能退化、出現(xiàn)電氣噪聲、容易受溫度和濕度影響），從而對系統(tǒng)造成不利影響。此外，在封閉式壓縮機或大型牽引設備等眾多應用中采用傳感器也是完全不切實際的。

如果隨著無刷電機行業(yè)的繼續(xù)高速發(fā)展，能夠出現(xiàn)解決方法：不但能夠提供模塊化的無刷電機控制軟件庫，從而最大限度減少軟件設計工作，還能夠提供用于實施附加功能的可編程系統(tǒng)控制和通信接口、以及硬件保護和穩(wěn)健的模擬控制器，那對于無刷電機控制器行業(yè)來說將是跨越式的里程碑。