無刷直流電機是矢量控制的主要選擇,其中磁場定向是主要方法。通過使用無刷電機的矢量控制(FOC),可以獲得最高效率,高達95%,并且對于高速操作也非常有效。
矢量控制是一種通過調(diào)整電機電流的大小和方向來控制電機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的方法。在BLDC電機中,由于沒有電刷和換向器,因此需要通過改變電流的大小和方向來實現(xiàn)對電機的控制。矢量控制技術(shù)將電機的電流分解為兩個分量:一個與轉(zhuǎn)子磁場平行的分量(d軸電流),另一個與轉(zhuǎn)子磁場垂直的分量(q軸電流)。通過對這兩個分量的獨立控制,可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的精確控制。
矢量控制的基本原理是通過測量電機的電壓和電流信號,計算出電機的磁通和轉(zhuǎn)速。然后,根據(jù)給定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速參考值,計算出d軸和q軸電流的參考值。最后,通過PWM(脈寬調(diào)制)技術(shù),將d軸和q軸電流的參考值轉(zhuǎn)換為相應的電壓信號,從而實現(xiàn)對電機電流的控制。
步進電機控制
步進電機控制通常采用雙向驅(qū)動電流,其電機步進由按順序切換繞組來實現(xiàn)。
PWM斬波控制
PWM控制是一種用于通用電機速度控制的高級方法。在這個解決方案中,功率MOSFET或IGBT被用于在高頻下接通交流線路電壓,從而在電機上產(chǎn)生一個隨時間變化的電壓。
通用電機的PWM斬波控制
其開關(guān)頻率范圍一般為10-20 KHz,以消除噪聲。這一通用電機的控制方法可以獲得更佳的電流控制和更佳的EMI性能,因此,效率更高。
通過對電機電流的大小和方向進行精確控制,可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的精確控制,從而提高電機的效率、動態(tài)性能、低噪音和使用壽命。然而,矢量控制技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn),如系統(tǒng)復雜性、控制器性能要求和參數(shù)調(diào)整等。隨著電機控制技術(shù)的不斷發(fā)展,相信這些問題將得到逐步解決,矢量控制在BLDC電機中的應用將更加廣泛。
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