介紹直流無刷電機(jī)簡易正弦波控制的原理及其實(shí)現(xiàn)

簡易正弦波控制原理

簡易正弦波控制即通過控制電機(jī)正弦相電壓的幅值以及相位達(dá)到控制電機(jī)電流的目的。通常通過在電機(jī)端線施加一定形式的電壓來使繞組兩端產(chǎn)生正弦相電壓。常見的生成方式為:正弦PWM以及空間矢量PWM。由于正弦PWM原理簡單且便于實(shí)現(xiàn),因此簡易正弦波控制中通常采用其作為PWM生成方式。直流無刷電機(jī),其中Ux、Uy、Uz為橋臂電壓,Ua、Ub、Uc為電機(jī)繞組的相電壓,以下對(duì)于不同種類的PWM調(diào)制方式的介紹將基于此結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行。

(1)三相正弦調(diào)制PWM

三相SPWM為最常見的正弦PWM生成方式,即對(duì)電機(jī)三個(gè)端線施加相位相差120度的正弦電壓信號(hào),由于中性點(diǎn)為0,因此電機(jī)相電壓也為正弦,且相位與施加的正弦電壓相同。
(1)開關(guān)損耗最小正弦PWM

與常見的SPWM不同,采用開關(guān)損耗最小正弦PWM時(shí),施加在電機(jī)端線上電壓Ua、Ub、Uc并非正弦波電壓,此時(shí)電機(jī)中心點(diǎn)電壓并非為0,但是電機(jī)相電壓仍然為正弦。因此此

類控制方式為線電壓控制。

其中 Ux 、 Uy 、 Uz 為電機(jī)端線電壓, Ua 、 Ub 、 Uc 為電機(jī)相電壓,可見相電壓相位差為 120度。 Ux 、 Uy 、 Uz 與 Ua 、 Ub 、 Uc 的關(guān)系如下:

合并后, Ux , Uy , Uz 如下:

可見采用開關(guān)損耗最小正弦 PWM 時(shí), Ux , Uy , Uz 相位差 120度,且為分段函數(shù)形式, 并非正弦電壓, 而電機(jī)相電壓 Ua 、 Ub 、 Uc 仍然為正弦電壓。 且在 120度區(qū)內(nèi)端線電壓為 0, 即對(duì)應(yīng)的開關(guān)管常開或常關(guān)。因此與三相正弦 PWM 相比,開關(guān)損耗減少 1/3。

通過控制 Ux , Uy , Uz 的相位以及幅值即可以控制 Ux , Uy , Uz ,實(shí)現(xiàn)控制電流的目的。