產(chǎn)品分類(lèi)
product class
BLDC電機(jī)旋轉(zhuǎn)是由于轉(zhuǎn)子上的永磁體試圖調(diào)整自身方向從而與定子電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)一致。在此過(guò)程中，兩個(gè)磁場(chǎng)之間呈直角時(shí)扭矩***大。驅(qū)動(dòng)控制器的類(lèi)型可分為兩類(lèi)：繞組通電方式（塊狀或正弦），或確定轉(zhuǎn)子位置方式。有必要確定轉(zhuǎn)子位置，因?yàn)槔@組中的電流必須定時(shí)切換，保證定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)一直處于垂直狀態(tài)，例如，按照指定的速度不斷旋轉(zhuǎn)。
1.1正弦換向控制：
通電的理想形式是正弦換向運(yùn)行方式，這樣電機(jī)的每個(gè)繞組都由一個(gè)120°正弦波供電，從而產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)度恒定并持續(xù)旋轉(zhuǎn)的定子磁場(chǎng)。按照規(guī)定，如果只有霍爾傳感器可以確定轉(zhuǎn)子位置，正弦波整流也可以用來(lái)加入到切換點(diǎn)之間。大多數(shù)情況下，這直接導(dǎo)致電機(jī)工作性能的顯著改善。但是如果電機(jī)運(yùn)行到兩個(gè)霍爾傳感器之間時(shí)負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)，正弦波無(wú)法自行調(diào)整，這將引發(fā)磁場(chǎng)定位的錯(cuò)誤。只有等電機(jī)收到下一個(gè)霍爾信號(hào)時(shí)才能糾正偏差。
因此，理想狀態(tài)下，正弦波整流需要更高的解析系統(tǒng)來(lái)確定轉(zhuǎn)子位置。一般來(lái)說(shuō)，這包括一個(gè)確定轉(zhuǎn)子位置的光編碼器或磁編碼器，在任何時(shí)間都保證足夠精度，并能夠相應(yīng)地調(diào)整電流。
1.2磁場(chǎng)定向控制：
有時(shí)，磁場(chǎng)定向控制和正弦換向控制不可等同；雖然兩個(gè)術(shù)語(yǔ)常可以換用。之所以可以換用是因?yàn)檎覔Q向控制方式（正如上文所述）是對(duì)定子磁場(chǎng)的優(yōu)化在理論上是成立的。
如果不考慮電流控制器自身的一些功能***，正弦換向與磁場(chǎng)定向控制的差異并不明顯。但前提是我們假設(shè)電流控制器能以足夠快的速度產(chǎn)生正弦電流并將其輸入到電機(jī)繞組中去。因?yàn)樵谡覔Q向控制中，電流的大?。ㄓ膳ぞ乜刂骗h(huán)決定）和控制這兩項(xiàng)工作需要分開(kāi)處理或由單獨(dú)的控制單元分別執(zhí)行。然而在隨著轉(zhuǎn)速的增加，電流控制器接收到電流值反饋的頻率會(huì)越來(lái)越快。與此同時(shí)，電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)，必須進(jìn)行補(bǔ)償。但是電流控制器的處理帶寬是有上限的，隨著速度的不斷加快，電流可能出現(xiàn)相位偏移或畸變，從而導(dǎo)致定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子不再相互垂直。
可以通過(guò)直接控制轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流矢量來(lái)解決這一問(wèn)題。在這一過(guò)程中，三相被測(cè)電流通過(guò)Clark-Park轉(zhuǎn)換變?yōu)檗D(zhuǎn)子的雙軸坐標(biāo)系。扭矩值不會(huì)像正弦換向控制那樣，先被轉(zhuǎn)換成電流值，然后分別控制；而是由轉(zhuǎn)子電流水平面和磁場(chǎng)方向構(gòu)成的坐標(biāo)系會(huì)同時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制，再計(jì)算得出單獨(dú)繞組的電流（通過(guò)逆向Clark-Park轉(zhuǎn)換）。使用這種方法，可以確保控制過(guò)程與頻率無(wú)關(guān)聯(lián)，無(wú)論轉(zhuǎn)速多高，始終能生成***優(yōu)正弦電流。
1.3無(wú)傳感器控制：
無(wú)傳感器控制并非附加的控制程序，而是在沒(méi)有傳感器（例如霍爾傳感器，編碼器）的情況下對(duì)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行定位的一種統(tǒng)稱(chēng)。無(wú)傳感器控制大致可分為兩類(lèi)：
簡(jiǎn)單的無(wú)傳感器控制器，在各自的未通電繞組中直接測(cè)量感應(yīng)電壓。和標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)相比，這種控制方式對(duì)硬件有特殊要求，并且當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定值20%的時(shí)候，由于測(cè)量信號(hào)太微弱，運(yùn)行狀態(tài)會(huì)不穩(wěn)定。此外，這種方法必須配合塊換向才能正常運(yùn)行，因?yàn)樵谡覔Q向控制中，所有三個(gè)線(xiàn)圈通常是同時(shí)通電。
較為復(fù)雜的解決方案則基于一種通過(guò)電流控制器測(cè)量其他值的“監(jiān)測(cè)規(guī)則”，其中重新生成的值無(wú)法直接測(cè)量，例如速度或者感應(yīng)電壓。這類(lèi)系統(tǒng)的核心是一種極為精確的電機(jī)模型，其與實(shí)際的電機(jī)同時(shí)根據(jù)已輸入值進(jìn)行計(jì)算，例如設(shè)定的脈沖寬度調(diào)制（PWM），這些輸入值同時(shí)也是經(jīng)過(guò)測(cè)量的值，例如繞組的電流電平。每個(gè)周期中，計(jì)算所得值都會(huì)和測(cè)量所得值進(jìn)行對(duì)比。由于這種方法不可避免的觀(guān)測(cè)誤差，電機(jī)模型的內(nèi)部值會(huì)不斷自我調(diào)節(jié)。針對(duì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量的值，例如速度，則會(huì)采用一種更為正確的估測(cè)方法。盡管這種方法的原理是基于一個(gè)速度函數(shù)（感應(yīng)電壓反映了繞組的變化），但在低速下能很好地獲取速度值。結(jié)果是產(chǎn)生了一種可以獲得位置和速度信息的“虛擬編碼器”，該編碼器在速度達(dá)到一定值時(shí)開(kāi)始工作，準(zhǔn)確率等同于現(xiàn)實(shí)中的光學(xué)編碼器或磁性編碼器。這種控制方法下的感應(yīng)電壓不一定要直接測(cè)量；此方法還可以和正弦換向控制方式或磁場(chǎng)定向控制結(jié)合運(yùn)用。
這兩種無(wú)傳感控制方式的共同點(diǎn)是當(dāng)電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩者都無(wú)法獲得轉(zhuǎn)子位置，因而需要一種特殊的啟動(dòng)方法。與步進(jìn)電機(jī)類(lèi)似的是，當(dāng)電機(jī)在控制模式下運(yùn)轉(zhuǎn)多個(gè)整流周期直到獲得一定速度時(shí)，無(wú)傳感器測(cè)量便能夠定位轉(zhuǎn)子的位置。
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