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浅析无刷直流电机foc、方波、正弦波控制！
无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的，具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点，解决了有刷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、等各个领域。由于无刷电机没有电刷进行自动换向，因此需要使用电子换向器进行换向。无刷直流电机驱动器实现的就是这个电子换向器的功能。

主流的无刷直流电机的控制方式
目前主要有三种：foc（又称为矢量变频、磁场矢量定向控制）、方波控制（也称为梯形波控制、120°控制、6步换向控制）和正弦波控制。那么这3种控制方式都各有什么优缺点呢？

方波控制
方波控制使用霍尔传感器或者无感估算算法获得电机转子的位置，然后根据转子的位置在360°的电气周期内，进行6次换向（每60°换向一次）。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电气60°。由于在这种方式控制下，电机的相电流波形接近方波，所以称为方波控制。

方波控制方式的优点是控制算法简单、硬件成本较低，使用性能普通的控制器便能获得较高的电机转速；缺点是转矩波动大、存在一定的电流噪声、效率达不到值。方波控制适用于对电机转动性能要求不高的场合。

正弦波控制
正弦波控制方式使用的是svpwm波，球磨机永磁直驱电机改造，输出的是3相正弦波电压，相应的电流也是正弦波电流。这种方式没有方波控制换向的概念，或者认为一个电气周期内进行了无限多次的换向。显然，正弦波控制相比方波控制，其转矩波动较小，电流谐波少，控制起来感觉比较“细腻”，但是对控制器的性能要求稍高于方波控制，而且电机效率不能发挥到值。

德国西门子（siemens）公司的ift5系列三相永磁交流伺服电动机分为标准型和短型两大类，共8个机座号98种规格。据称该系列交流伺服电动机与相同输出力矩的直流伺服电动机ihu系列相比，重量只有后者的1／2，配套的晶体管脉宽调制驱动器6sc61系列，可供6个轴的电动机控制。

　　德国宝石（bosch）公司生产铁氧体永磁的sd系列（17个规格）和稀土永磁的se系列（8个规格）交流伺服电动机和servodynsm系列的驱动控制器。
　　美国伺服装置生产公司gettys曾一度作为gould 电子公司一个分部（motion controldivision），生产m600系列的交流伺服电动机和a600系列的伺服驱动器，后合并到aeg，恢复gettys名称，永磁直驱电机价格，并推出a700全数字化交流伺服系统。

　　美国ab（allen-bradley）公司驱动分部生产的1326型铁氧体永磁交流伺服电动机和1391型交流pwm伺服控制器，电机包括3个机座号共30个规格。

     无刷直流永磁电动机和有刷直流电动机虽然具有相同的运行机理，永磁直驱电机生产厂家，但在运行性能方面存在着一定的差异：有刷直流电动机电枢绕组的元件数和换向器的换向片数多于无刷直流电动机电枢绕组的相数；在运行过程中，有刷直流电动机的磁极磁场与电枢磁场始终处于正交变状态，而无刷直流电动机的磁极磁场与电枢磁场始终在某一角度位置范围内变动，正交状态仅是其中的一个瞬时位置。

      因此，在其他条件相同的情况下，在运行过程中，东营永磁直驱电机，无刷直流电动机的力矩脉动要大于有刷直流电动机的力矩脉动；无刷直流电动机的电磁力矩要小于有刷直流电动机的电磁力矩。交流永磁同步电动机内部存在着两个磁场：一个是电枢磁场，另一个是由转子永磁体产生的磁极磁场。当三相电机绕组内通入三相电流时，便在定子内腔的气隙内产生一个旋转的电枢磁场。

永磁同步电动机应用一般交流永磁同步电动机是在微电子器件、电力电子器件、变流技术、计算技术和现代控制技术的支持下，实现无刷自同步，即把一般交流永磁同步电动机转变成为自控式永磁同步电动机。获得与传统直流电动机一样良好调节性能和启动性能；但是，电动机本体内部的电磁关系和运行机理基本上没有变化。因此，一般交流永磁同步电动机的设计理念和计算方法基本上适用于自控式永磁同步电动机，只是设计人员必须根据不同的技术要求，采取不同的实施策略和方案。自控式永磁同步电动机与无刷直流永磁电动机，就电动机本体而言，基本上具有一样的结构：三相电枢绕组设置在定子上，永磁体磁极设置在转子上。

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