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2021.09.08 电机

三相全波无刷电机的驱动:如何使施加于电机的电压更大

三相无刷电机

本文将介绍在三相全波无刷电机的正弦波驱动中施加更大电压的方法。

三相全波无刷电机的驱动:如何使施加于电机的电压更大

下图是三相全波无刷电机中以电压代替正弦波电流PWM驱动的PWM后的波形,表示通过在三相全波无刷电机电源电压之间振荡的三相正弦波(各虚线),电机被施加了电压VM。

3相全波ブラシレスモータのセンサ付、180度(正弦波)通電PWM駆動。正弦波のままでの駆動波形

从波形中可以想象得到,如果只是单纯的正弦波驱动,那么VM将是电源电压的,只能施加最多87%的电压。不言而喻,在驱动电机时,尽可能地增加施加于电机的电压是必须的要求,而实际上,在正弦波驱动时,会使用一些尽可能提高施加电压的手法。

使正弦波驱动时的施加电压更大的手法 ①

该波形是将正弦波(虚线)下方圆弧的一半分别与其他两相上方相加 之后的波形(绿色箭头)。从波形图中可以看出,可以施加比只是单纯的正弦波时更大的VM。

3相全波ブラシレスモータのセンサ付、180度(正弦波)通電PWM駆動。効率化のために、正弦波の下側円弧部分を他の2つの相の上側に半分ずつ加える手法

虽然施加电压波形变成了失真波形而不是正弦波,但实际施加于电机的电压是相间的电压之差,通过调整使差值电压波形变为正弦波,即可使相电流波形成为正弦波。因此,这样做不会损失正弦波驱动的优点——高效率和更平稳。

使正弦波驱动时的施加电压更大的手法 ②

这是一种在基波(虚线正弦波)上加上三次谐波的手法。正弦波变成了梯形波,从波形图可以看出,这种方法也可以施加更大的VM,相电流波形为正弦波。

3相全波ブラシレスモータのセンサ付、180度(正弦波)通電PWM駆動。効率化のために、基本波の正弦波に三次高調波を加算する手法

驱动方法的原理原则在之前的文章中已经做过介绍,但请记住,在实际的驱动中是会用到这些改善效率的手法的。

关键要点:

・在三相全波无刷电机的正弦波驱动中,如果只是单纯的正弦波驱动,那么施加于电机的电压只有电源电压的0.87倍。

・在三相全波无刷电机的正弦波驱动中可以使施加于电机的电压更大的手法有两种:
-将正弦波下方圆弧的一半分别加到其他两相上方进行驱动。
-将三次谐波加到基波(正弦波)上。

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