直流无刷电机的正弦波控制简介

随着控制技术的发展以及社会对节能要求的提高,直流无刷电机作为一种新型、高效率的电机被得到了广泛的应用。传统的直流无刷电机采用方波控制方式,控制简单,容易实现,同时存在转矩脉动、换相噪声等问题,在一些对噪声有要求的应用领域存在局限性。针对这些应用,采用正弦波控制可以很好的解决这个问题。
直流无刷电机的正弦波控制即通过对电机绕组施加一定的电压,使电机绕组中产生正弦电流,通过控制正弦电流的幅值及相位达到控制电机转矩的目的。与传统的方波控制相比,电机相电流为正弦,且连续变化,无换相电流突变,因此电机运行噪声低。

根据控制的复杂程度,直流无刷电机的正弦波控制可分为:简易正弦波控制与复杂正弦波控制。

(1)简易正弦波控制:

对电机绕组施加一定的电压,使电机相电压为正弦波,由于电机绕组为感性负载,因此电机相电流也为正弦波。通过控制电机相电压的幅值以及相位来控制电流的相位以及幅值,为电压环控制,实现较为简单。

(2)复杂正弦波控制:

与简易正弦波控制不同,复杂的正弦控制目标为电机相电流,建立电流环,通过直接控制相电流的相位与幅值达到控制电机的目的。由于电机相电流为正弦信号,因此需要进行电流的解耦操作,较为复杂,常见的为磁场定向控制(FOC)及直接转矩控制(DTC)等。