在前幾篇中,我們簡單的介紹了步進馬達,那麼在馬達控制領域裡,無刷馬達是目前應用最為廣泛的馬達類型之一。本篇則會以無刷馬達的簡單介紹來作開端! 馬達的歷史始于19世紀初電磁現象的發現,並逐漸成為工業化時代最重要的電子系統之一。隨著技術發展,工程技術人員們發明了許多類型的馬達,包括直流(DC)馬達、感應馬達和同步馬達。 作為永磁同步馬達(PMSM)的一種,無刷馬達歷史悠久。但在最初時期,由於其啟動和變速困難,除具有昂貴控制機構的工業應用外,一直未被廣泛應用。然而近年來,隨著強大的永磁體的改進以及人們節能意識的增強,無刷馬達在各個領域都得到了飛速的發展。 <直流有刷馬達與無刷馬達的區別> 直流有刷馬達(通常簡稱直流馬達)具有可控性好、效率高、易小型化等特點,是最常用的馬達類型。相比於直流有刷馬達,無刷馬達不需要電刷和換向器,因而其使用壽命長、易於維護、運行噪音低。此外,它不僅具有直流馬達高可控性,還擁有較高的結構自由度,易於嵌入設備中。得益於這些優勢,無刷馬達的應用逐漸擴展,目前其在工業設備、辦公自動化設備和家用電器上都得到了廣泛的應用。 圖1 直流有刷馬達和無刷馬達的結構區別 / 作者:東芝半導體 / 出處https://mp.weixin.qq.com/s/dvfuXgbLA3D6gF5Ca4lKQg 直流無刷馬達和永磁同步馬達(PMSM)的結構基本相同。然而,直流無刷馬達既是一個馬達家族(包括PMSM和步進馬達),又是一個獨立的馬達類型。 圖2 直流無刷馬達的分類 / 作者:東芝半導體 / 出處https://mp.weixin.qq.com/s/dvfuXgbLA3D6gF5Ca4lKQg <無刷馬達的工作情況> 無刷馬達在工作時,首先將永磁體用作轉子(旋轉側),線圈用作定子(固定側)。然後外部逆變電路根據馬達的旋轉控制電流到線圈的切換, ![]() 圖3 直流無刷馬達的工作流程 / 作者:東芝半導體 / 出處https://mp.weixin.qq.com/s/dvfuXgbLA3D6gF5Ca4lKQg 無刷馬達有兩種基本控制方法。此外,還有一些控制方法需要複雜的計算,如向量控制和弱場控制。 <方波驅動> 根據轉子的旋轉角度,切換逆變電路功率元件的開關狀態,然後改變定子線圈的電流方向,使轉子旋轉。 <正弦波驅動> 通過檢測轉子的旋轉角度來旋轉轉子,在逆變電路中產生相移為120度的3相交流電,然後改變定子線圈的電流方向和大小。 圖4 無刷直流馬達驅動狀態 / 作者:東芝半導體 / 出處https://mp.weixin.qq.com/s/dvfuXgbLA3D6gF5Ca4lKQg 直流無刷馬達目前廣泛應用在各個領域,包括家用電器、汽車電子、工業設備、辦公自動化以及機器人和便攜消費電子等, |