无刷直流电机控制方式的有哪些优缺点?影响无刷电机使用寿命的因素介绍!
无刷电机是在无刷电机的基础上发展起来的。它具有无级调速、调速范围宽、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、输出大的优点。它解决了无刷DC电机存在的一系列问题,广泛应用于工业设备、仪器仪表、家用电器、机器人、医疗设备等各个领域。由于无刷电机没有用于自动换向的电刷,因此有必要使用电子换向器进行换向。
无刷电机驱动器实现了这种电子换向器的功能。 无刷电机是在无刷电机的基础上发展起来的。它具有无级调速、调速范围宽、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、输出大的优点。它解决了无刷DC电机存在的一系列问题,广泛应用于工业设备、仪器仪表、家用电器、机器人、医疗设备等各个领域。由于无刷电机没有用于自动换向的电刷,因此有必要使用电子换向器进行换向。无刷DC电机驱动器实现了这种电子换向器的功能。 目前,无刷电机主要有三种控制方法:FOC(也称为矢量变频和磁场矢量方向控制)、方波控制(也称为梯形波控制、120控制和6步换向控制)和正弦波控制。这三种控制方法的优缺点是什么?
方波控制 电机转子的位置通过使用霍尔传感器或无传感器估计算法获得,然后根据转子的位置在360度电周期内执行6次换向(每60度一次)。每个换向位置电机输出特定方向的力,因此可以说方波控制的位置精度是60度。由于在这种控制模式下,电机的相电流波形接近方波,因此称为方波控制。 该方波控制方法控制算法简单,硬件成本较低,使用性能一般的控制器可以获得较高的电机速度;缺点是转矩波动大,某些电流噪声和效率达不到最大值。方波控制适用于对电机旋转性能要求较低的场合。
正弦波控制 正弦波控制模式使用空间矢量脉宽调制波,输出三相正弦波电压。相应的电流也是正弦波电流。这种方法没有方波控制换向的概念,或者认为换向在一个电气循环中进行无限多次。显然,与方波控制相比,正弦波控制转矩波动更小,电流谐波更少,控制起来更“精致”,但控制器的性能要求略高于方波控制,电机效率无法充分发挥。 FOC控制 正弦波控制实现电压矢量控制,间接实现电流大小控制,但不能控制电流方向。FOC控制模式可视为正弦波控制的升级版本,实现电流矢量控制,即电机定子磁场的矢量控制。
影响无刷电机使用寿命的三个因素
首先,三个方面与无刷电机本身的因素有关: 1、轴承寿命(一旦轴承损坏需要更换轴承) 2、磁钢退磁(这无可奈何,除非你能磁化) 3、线圈问题(一般老化时间超过10年,如何避免线圈老化?这要求线圈的温度不应过高,并确保良好的散热,从而延长其使用寿命。当然,过热和燃烧也属于这一类。) 显然,轴承和线圈对无刷电机的寿命非常重要。不要认为小电机在设备中占据很小的位置,并且非常不显眼。如果您购买的电机质量较低,而低端品牌电机使用的部件(如轴承和线圈)质量较差,则设备应更换电机,一旦出现问题,电机应更换轴承线圈。
第二,环境因素 直流无刷电机应在通风、干燥、无腐蚀性的环境中使用,空气温度和压力正常。如果恶劣环境中有腐蚀性气体和高湿度,很容易因环境因素而损坏电机的电气和机械性能。因此,必须根据环境条件采取相应的电机保护措施。 所以,当被问及无刷电机能持续多长时间时?这实在不是一个好的武断的答案,因为它的使用寿命确实与许多因素有关。当然,质量好的马达必然比质量差的马达更耐用。
最后,由于操作无刷电机的人员技术水平不同,在操作电机时会出现意外错误,如启动后立即停止。过载启动;故障启动会对无刷电机造成损坏,从而影响其使用寿命。虽然无刷电机的诸多优势吸引了越来越多的用户,但边肖仍然强烈建议:如果用户对无刷电机一无所知,建议使用熟悉的电机或在电机制造商的指导下使用。