起重電機、YZR起重電機,YZB起重電機專業生産廠家無錫宏達電機2022年8月20日訊 消費者對功率、可靠性、功能性和性能的需求不斷上升,推動著電子設備(包括剪草機、冰箱、真空吸塵器、汽車等)的快速發展。制造商希望實現全方位交付。電機控制在兌現這些承諾方面發揮著主要作用,而了解基本原理是實現這一目標的第一步。
當今有幾種可用的電機(起重電機)控制拓扑结构:有刷、无刷直流 (BLDC)、步进和电感。BLDC 和永磁同步電機 (PMSM) 是两种最密切相关的無刷電機类型。
無刷電機(起重電機)无需使用電機电刷,因而广泛用于当今的许多应用中。这些 BLDC 拓扑结构使用换向逻辑来移动转子,从而提高電機的效率和可靠性。我们来详细介绍一下。
BLDC 和 PMSM 電機(起重電機)的工作原理与同步電機相同。转子在每次换向时都会继续跟随定子转动,所以電機能够持续运转。然而,这两种直流電機的定子绕组采用不同的几何形状,因此可产生不同的反电动势 (BEMF) 响应。BLDC BEFM 为梯形。PMSM 電機的 BEMF 则为正弦曲线形,因此线圈绕组以正弦方式缠绕。为最大限度地提高性能,这些电极通常采用正弦波换向。
BLDC 和 PMSM 電機(圖 1)在運行時通過其繞組産生電動勢。在任何電機(起重電機)中,由于运动,产生的 EMF 称为反电动势 (BEMF),这是因为電機中感应的电动势与发電機的电动势相反。
圖 1:BLDC 和 PMSM 電機通常使用正弦波换向。
为实现控制 PMSM 電機(起重電機)的正弦波形,需要使用磁场定向控制 (FOC) 算法。FOC 通常用于最大限度地提高 PMSM 三相電機的效率。与 BLDC 的梯形控制器相比,PMSM 的正弦控制器更为复杂,成本也更高。然而,成本的增加也带来了一些优势,如减少了电流波形中的噪声和谐波。BLDC 的主要优势是更易于控制。最后,最好根据应用需求来选择電機。
带传感器和不带传感器的 BLDC 和 PMSM 電機
BLDC 和 PMSM 電機(起重電機)可帶傳感器,也可不帶傳感器。帶傳感器的電機(圖 2)适用于需要在负载条件下起动電機的应用。这些電機使用霍尔传感器,传感器嵌入电极定子中。从本质上说,传感器就是一种开关,其数字输出等同于检测到的磁场极性。電機的每个相都需要使用一个单独的霍尔传感器。三相電機需要三个霍尔传感器。不带传感器的電機需要将電機用作传感器,采用算法来运行。它们依赖于 BEMF 信息。通过对 BEMF 进行采样,可推断出转子的位置,从而无需使用基于硬件的传感器。无论電機的拓扑结构如何,控制这些電機需要了解转子位置,这样電機才能有效换向。
圖 2:BLDC 和 PMSM 電機示意圖。
如今,计算机程序之类的软件算法(为执行具体任务而设计的一组指令)开始用于控制 BLDC 和 PMSM 電機(起重電機)。這些軟件算法通過監控電機運行來提高電機效率,降低運行成本。算法中的一些主要功能包括電機初始化、霍爾傳感器位置檢測以及用于提高或降低電流基准的開關信號檢查。
三相 BLDC 電機(起重電機)具有 6 种状态。如圖 3 所示,三位代码可表示 1 至 6 之间的操作码编号。传感器用于通过 8 个操作码中的 6 个操作码(1 至 6)提供三位数据输出。该信息非常有用,因为控制器可确定何时发出了非法操作码,并根据合法操作码(1 至 6)执行操作。算法获取霍尔传感器操作码,并对其进行解码。当霍尔传感器操作码值发生变化时,控制器就会改变送电方案,以实现换向。微控制器使用操作码从查找表中提取送电信息。在使用新的扇区命令给三相逆变器送电后,磁场转移至新位置,同时推动着转子沿着移动方向运动。電機运转时会不断重复此过程。
圖 3:三位代码可用于表示 1 至 6 之间的操作码编号。
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