電動推桿

低成本正弦波驅動控制的需求

        無刷直流電動機按驅動控制方式不同，可分為方波驅動和正弦波驅動。就其控制電路和位置傳感器而言，方波驅動相對簡單、成本較低而得到廣泛應用，是目前絕大多數無刷直流電動機的動方式；正弦波驅動的控制電路要比方波驅動復雜，位置傳感器需要使用價格較貴的旋轉變壓器或光電編碼器等高分率位置傳感器，生產成本較高但其性能優異，過去主要用于軍用、工業用較高要求的何服系統中。但是，正弦波驅動畢竟在性能方面具有明顯優勢，近年出現的新一代正弦波驅動技術，不需要高分辨率位置傳感器，使它們在計算機外圍設備、辦公自動化設備、其至家用電器的小功率無刷直流電動機驅動控制中開始得到應用。

        正弦波驅動是借助位置傳感器提供的連續轉子位置信息，以強制繞組流過正弦波相電流為特征的電子換相方法。正弦波坐動的水磁電動機產生的轉矩為常數，與轉子位置角度無關。正弦波驅動，即使在低速下，將會有恒定的轉矩產生。當在電動機中的相電流強制為正弦波曲線的時候，轉子在任何位置下，由定子建立的磁場矢量與轉子磁場矢量之間夾角總是維持在90這個90角度正是在給定電流下，能產生最大轉矩、并且損耗最小的角度。因此，正弦波驅動的優勢是能夠得到低轉矩紋波，平滑的運動，小的可聞噪聲，并且有較高的效率。此外，正弦波驅動容易利用超前角技術實現弱磁控制，拓寬調速范圍，也是方波驅動難以實現的。

       近年，隨著家用電器對效能指標要求的提高，家用電器中的低效率交流異步電動機逐步被水磁無刷直流電動機所取代，以無刷直流電機為主的變頻技術應用逐漸增多。無刷直流電動機在家用電器一般應用場合，常常采用方波驅動，方波驅動的控制器電路較簡單，成本較低，但電機轉矩波動和嗓聲較大?，F在某些家用電器已提出降低無刷直流電動機噪聲的要求。如改為采用正弦波驅動，則可望大大降低噪聲。因白色家電對電機變頻控制有兼顧性能和成本兩方面的要求，因此，開展無刷直流電動機低成本正弦波驅動控制技術的開發和實用化研究，即如何在保證電動機運行性能的前提下，簡化電路結構和降低系統成本，對于推廣無刷直流電動機的應用范圍是很有意義的。早在十幾年前，日本東芝推出銀河系列AwB7oVP、A國-B80vP直接動變頻洗衣機，它的VM-DD／vM-DD2無刷直流電動機是多極扁平式外轉子結構。該產品采用其專利技術，使用開關式霍爾集成電路作位置傳感器，實現簡易正弦波驅動和超前角控制技術，從而獲得寬調速范圍和低嗓聲良好效果，兼顧了低速洗滌和高速脫水的要求。這是家電產品使用簡易正弦波動方法較早的成功事例。據日本松下電器電機開發研究所一份資料介紹，空調用風機無刷電機原先按120°方波驅動，換相時會發生振動、聲，所以空調用風機必須采取防振措施?，F在，空調風機采用了新開發的高效無刷電動機，并采用低成本正弦波驅動實現了低振動、低噪聲，免去了電動機的防振結構使得總體成本下降，比以往的方波驅動噪聲降低5-10dB。并采用了超前角控制使輸入功率減更無跑電動機成基正弦重小，效率提高。面且可以在高速區域運轉，速度控制范國明擴大，由于自動進行超前角控制，與固定超前角相比不但可以提高效率百分之五。還不需要根據負載進行調整，使用更加簡便。采用低成本正弦波動靜音高效的無刷直流電動機有可能迅速向其他家電產品普及。

        從正弦波驅動原理看，如第2章所還，正波動要求繞組的反電動勢和電流都是正弦波，面且此正弦波必須與轉子位置相關，如在4。1節分析，對于大多數的整數槽繞組和分數槽繞組電機其線電動勢波形的活波將被明顯弱，更接近于正渡。只要氣磁場和繞組合理設計，要獲得正弦反電動勢的條件是不難達的，面正弦波電流由控制器利用轉子轉角位置信息產生，使繞相電流與轉子轉角有確定的正弦函數天系。為此正低波動要求有高分率轉子位置傳感器以產生轉子位置的連信息。所以，低成本正波動的關健是要解決如何能夠以低成本的方法獲得高分率轉子位置信息這個問題。

        簡易位置傳感器或無傳感器正位波換相控制技術的出現，別是支持這種控制找術的新一代無刷直流電動機正弦波控制芯片的間世，大大促進無麗直流電動機按制正弦化趨向的形成。

       目前，低成本的簡易正弦波坐動可以歸納為如下幾種方法，提供不同技術層次和成本水平的方案。