介绍直流无刷电机简易正弦波控制的原理及其实

介绍直流无刷电机简易正弦波控制的原理及其实现

简易正弦波控制原理

简易正弦波控制即通过控制电机正弦相电压的幅值以及相位达到控制电机电流的目的。通常通过在电机端线施加一定形式的电压来使绕组两端产生正弦相电压。常见的生成方式为:正弦PWM以及空间矢量PWM。由于正弦PWM原理简单且便于实现,因此简易正弦波控制中通常采用其作为PWM生成方式。直流无刷电机,其中Ux、Uy、Uz为桥臂电压,Ua、Ub、Uc为电机绕组的相电压,以下对于不同种类的PWM调制方式的介绍将基于此结构图进行。

(1)三相正弦调制PWM

三相SPWM为最常见的正弦PWM生成方式,即对电机三个端线施加相位相差120度的正弦电压信号,由于中性点为0,因此电机相电压也为正弦,且相位与施加的正弦电压相同。
(1)开关损耗最小正弦PWM

与常见的SPWM不同,采用开关损耗最小正弦PWM时,施加在电机端线上电压Ua、Ub、Uc并非正弦波电压,此时电机中心点电压并非为0,但是电机相电压仍然为正弦。因此此

类控制方式为线电压控制。

其中 Ux 、 Uy 、 Uz 为电机端线电压, Ua 、 Ub 、 Uc 为电机相电压,可见相电压相位差为 120度。 Ux 、 Uy 、 Uz 与 Ua 、 Ub 、 Uc 的关系如下:

合并后, Ux , Uy , Uz 如下:

可见采用开关损耗最小正弦 PWM 时, Ux , Uy , Uz 相位差 120度,且为分段函数形式, 并非正弦电压, 而电机相电压 Ua 、 Ub 、 Uc 仍然为正弦电压。 且在 120度区内端线电压为 0, 即对应的开关管常开或常关。因此与三相正弦 PWM 相比,开关损耗减少 1/3。

通过控制 Ux , Uy , Uz 的相位以及幅值即可以控制 Ux , Uy , Uz ,实现控制电流的目的。