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[求助] 若无刷直流电机反电动势波形为正弦波,采用方波驱动有什么优缺点?

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该用户从未签到

发表于 2018-5-23 15:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

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方波控制的前提下,反电动势是正弦波好还是方波好?
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发表于 2018-5-24 07:36 | 显示全部楼层
方波电流控制的方波无刷电机,为了产生平稳较大的转矩,反电势在120度范围内应该是平顶的,但是实际电机在做的时候为了减小齿槽转矩等做了很多措施,这些措施可以削弱反电势里面的谐波,致使电机反电势波形变得正弦。

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发表于 2018-5-24 08:24 | 显示全部楼层
那么用方波驱动这种正弦波反电势的无刷电机,除了振动噪声会大,效率会有什么影响呢
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[LV.1]初来乍到

发表于 2018-5-26 09:53 | 显示全部楼层
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发表于 2018-5-31 15:35 | 显示全部楼层
方波的比正弦波的感觉能'出力‘,正弦波的在噪声方面比较好
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发表于 2018-7-10 11:53 | 显示全部楼层
楼主有些明白了吗?正弦反电动势和梯形反电动势的优缺点?
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发表于 2018-7-10 12:43 | 显示全部楼层
有一个PPT里面有讲,我回头找到发到坛子里来
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发表于 2018-8-5 21:42 | 显示全部楼层
心跳ly_O8P28 发表于 2018-7-10 12:43
有一个PPT里面有讲,我回头找到发到坛子里来

若无刷直流电机反电动势波形为正弦波,采用方波驱动有什么优缺点?

有一个PPT里面有讲,我回头找到发到坛子里来

请问这个PPT有找到吗?
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发表于 2018-8-17 19:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 sheldencn 于 2018-8-17 19:37 编辑

【Comparison of BLDC and PMSM motors.png】该截图来源于TI的AN文档【Sensorless Trapezoidal Control of BLDC Motors.pdf】
是从电机的角度对比的,如果是从控制器的角度
若无刷直流电机反电动势波形为正弦波,采用方波驱动有什么优缺点?
优点
===
1. 成本低。算法简单,硬件成本可以更低,通常是控制IC的成本,但现在IC越来越便宜,硬件成本优势不明显了。
主要是软件成本,实现简单很多。
2. 相同输入电压下,力矩比正弦波控制高?(不敢肯定,感觉从理论上应该是一样,等会儿细说)
缺点
===
1. 振动大(转矩波动较大)。由于方波是6步换相,每60°才换相,定子磁场变换就是不连续的;然而FOC控制磁场是连续变换的。
2. 噪音大。同样由于定子磁场变化不连续,谐波分量较多。
3. 效率低。由于谐波电流较大,全部损耗了。实际测试200W左右的电机,效率差异约在5%,估计功率越低的电机效率差异越小。

说一下力矩

BLDC方波电机,正弦波控制
=================
见图【反电动势】,图中阴影部分的电压,正弦波控制就利用不了,然后输出力矩就会小。

PMSM正弦波电机,方波控制
==================
感觉电压利用率一样啊,是不是力矩就一样?希望有人可以讲明白这一点

其他
===
方波控制的前提下,反电动势是正弦波好还是方波好?
其实真实情况是根据电机和应用场景选择控制方案,很少根据控制方案选择电机的。

最后
===
有的部分我理解可能有误,希望你多看一下其他回答。

反电动势

反电动势
Comparison of BLDC and PMSM motors.png

Sensorless Trapezoidal Control of BLDC Motors - Copy.pdf

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发表于 2018-8-18 16:21 | 显示全部楼层
这明明是根据需要设计的磁钢外形也就是气隙磁场的分布所决定的,转矩大(单位重量或体积比),还是要求运转平稳噪声振动小一点的事
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2018-10-19 17:09 | 显示全部楼层
他们两个的区别能说的通俗一点么?大神们
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发表于 2018-11-30 10:31 | 显示全部楼层
我也是没弄明白这两个的区别,虽然都做过~

点评

论坛回复真有问题,另一个回复跑这里了,方波理论上有两种方式,两两导通和三三导通,其中三三导通电压利用率是最高的,就是那个正六边形的六个边,正弦波比通常说的方波电压利用率高。至于哪个效率高看反电势,楼上  详情 回复 发表于 2019-9-2 21:21
解决了吗?应该是捕获寄存器那里没有设置好吧?正常来说用捕获计数hall边沿跳变是最准确的  详情 回复 发表于 2019-9-2 21:17
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2019-9-2 21:17 | 显示全部楼层
徐海峰 发表于 2018-11-30 10:31
我也是没弄明白这两个的区别,虽然都做过~

解决了吗?应该是捕获寄存器那里没有设置好吧?正常来说用捕获计数hall边沿跳变是最准确的
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2019-9-2 21:21 | 显示全部楼层
徐海峰 发表于 2018-11-30 10:31
我也是没弄明白这两个的区别,虽然都做过~

论坛回复真有问题,另一个回复跑这里了,方波理论上有两种方式,两两导通和三三导通,其中三三导通电压利用率是最高的,就是那个正六边形的六个边,正弦波比通常说的方波电压利用率高。至于哪个效率高看反电势,楼上有个画阴影波形的就很好的说明了问题
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发表于 2019-9-3 16:54 | 显示全部楼层
18201975434 发表于 2019-9-2 21:21
论坛回复真有问题,另一个回复跑这里了,方波理论上有两种方式,两两导通和三三导通,其中三三导通电压利 ...

我做项目的时候都是直接采用转速环控制导通占空比来调节转速。我有个疑问,正弦波电机用六步换相控制的时候,是不是不能使用电流环?(我的理解是相电流与力矩从理论上没有直接联系,并且由于反电动势是正弦波的,在一个区间内施加一个电压矢量本身就会导致相电流产生很大的波动。)我在六步换相控制的项目里没有使用过电流环,根据读回的电流值来看,电流波动非常大。

点评

我之前做过电动工具就是方波的速度环Pi出PWM占空比,确实没用过方波电流环,感觉没意义,电流环感觉还是为了转矩控制,方波在每个扇区的转矩是波动的,力矩角从60到120°变化,所以不知道电流环做的意义何在,我是没  详情 回复 发表于 2019-9-3 17:05
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2019-9-3 17:05 | 显示全部楼层
徐海峰 发表于 2019-9-3 16:54
我做项目的时候都是直接采用转速环控制导通占空比来调节转速。我有个疑问,正弦波电机用六步换相控制的时 ...

我之前做过电动工具就是方波的速度环Pi出PWM占空比,确实没用过方波电流环,感觉没意义,电流环感觉还是为了转矩控制,方波在每个扇区的转矩是波动的,力矩角从60到120°变化,所以不知道电流环做的意义何在,我是没用过
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-12-17 09:36 | 显示全部楼层
方波控制的无刷电机 如果要自己加电压激励  电压激励表达函数是怎样的   我仿真出反电动势是0   不知道是什么原因啊
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2020-3-27 13:42 | 显示全部楼层
好东西学到了,谢谢分享
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发表于 2020-4-4 08:56 | 显示全部楼层
就这吧问号 发表于 2018-10-19 17:09
他们两个的区别能说的通俗一点么?大神们

方波反电动势适合方波电流驱动,正弦波反电动势适合正弦波电流驱动,这个就是为了让电流尽可能都提供有效转矩。
另外你有没有发现现在驱动电机都是多极同步电机,这是因为多极结构一般是正弦波反电动势,正弦波电流更好一点,转矩密度更高;
但是高速电机,比如无人机啥的,都是BLDC,是因为开关频率的限制(正弦波调制开关频率比pwm高很多),但是随着开关器件发展,可能也就都用正弦波驱动了,转矩波动和齿槽转矩都会得到改善。

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参与人数 1西莫币 +3 收起 理由
PMSM_spy + 3 感谢您的参与

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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2020-7-4 18:01 | 显示全部楼层
  弱弱问一下,试验时候要像PM那样弄个上位机么。。。?
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