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电机控制
问1:电机变频技术实现的方法有哪些?
答1:通俗的讲变频技术是通过改变电机运行的交流电频率实现速度控制的技术。以空调压缩机为例目前主流的变频空调采用的电机都是直流电机,按其驱动波形分为方波电机和正弦波电机,针对这两种电机常用的有2种技术即120°控制技术和180°控制技术,即人们常说的方波驱动技术和正弦波驱动技术,下面就这两种技术作个简要的对比。
无刷直流电机分为方波控制(120°控制)的无刷直流电机(BLDC)和正弦波控制(180°控制)的永磁同步电机(PMSM)。在小功率电机范围内,180°电机控制具有噪声低、效率高的优点。目前市场上最先进的180°控制技术是基于磁场定向矢量的变频技术,FOC(磁场定向)矢量控制算法产生矢量形式相电压,用来控制定子电流,其控制原理是通过一定的坐标转换可以对磁通和转矩直接控制,实现电流和转速的双闭环控制,可以在不产生大流的情况下实现快速的动态响应。
不难看出,180°电机控制的前景比较好,尽管变频电机控制成本比较高,但是它的高性能、静音、低损耗,为它的有利推广提供保驾护航的条件,越来越多的家电制造商,开始关注和投资180°电机控制,用以提高家电电器效率和降低噪音。
问2:什么是120°控制技术?
答2:120°控制技术是指任意时刻电机3相线只有2相导通,1相截止,表现在驱动波形上即在180°电周期内任1相线连续通电120°,60度截止。这种技术驱动波形为方波,采用常见6拍换向方法进行换向控制。具有算法简单,相对容易实现的优点,但同时也存在着一些缺点:
(1)在转速和转矩发生变化时产生很大的转差率,导致大电流,即能耗比、效率低;
(2)转矩特性差,负载加大时会丢转速;
(3)低速转矩特性差,容易发生抖动。
问3:什么是120°控制技术?
答3:120°控制技术在早期的变频家电产品上有部分采用,但因其效率低,转矩特性差等问题先已逐步被180°控制技术取代。目前市场上最先进的180°控制技术是基于磁场定向矢量的变频技术。
180°控制方式也有不同的类型,有采用SPWM技术的正弦波控制,也有采用FOC的SVPWM矢量控制。按照发展的趋势,基于FOC的矢量控制将成为180°方案的主流,也是目前市场上最为先进的变频控制技术。
问4:在家电应用中,针对风扇马达,有哪些方法降低风扇的噪音?
答4:(1)在升速或降速过程中,要避开共振频率;(2)另外在频率转换中,要避免转换幅度过大;(3)可以利用180°控制方法。
问5:120°控制和180°控制有何不同?在应用上要注意什么问题?
答5:(1)120°控制的原理是基于直流电机控制原理,它用在控制负载不是很大的情况下;(2)180°控制更适合直流无刷电机控制;(3)180°控制比120°有更好的控制性能和低噪音。
问6:3霍尔电机与单霍尔电机在控制上有什么区别?
答6:3霍耳电机主要区别在于用于测速的霍耳元气件的数量。
问7:和通常控制用的MCU相比,用于马达控制的MCU有什么特殊的性能?
答7:其特殊性就在于对马达的控制,至少需要用于产生PWM的相关定时器。
问8:家用系列和工业系列从设计上有什么区别,换句话说设计用于家用的产品,如果功能满足,可以用在工业上吗?
答8:首先是控制对象不同,家用和工业需要不同的马达;根据不同的马达,又有不同的控制方式;当然,环境和品质要求也不一样。
问9:直流马达的功率控制范围大概是多少?是不是主要针对较高端的应用?
答9:(1)功率控制范围大概是0.20~15kW;(2)不是,应用的范围非常广泛。
问10:MCU在接地方面有何特殊要求?
答10:(1)用地线把时钟区隔离起来;(2)晶振外壳接地并固定;(3)对于不用的引脚要做特殊处理,例如将该引脚加电阻上拉或下拉。
关键词: 电机 控制 技术
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