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淺析直流無刷電機繞組矩形波(方波)和正弦波的區別

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從理論上講,直流無刷電機的電壓和電流波形應該是矩形波,其反電動勢的波形也應該是矩形波。這樣的直流無刷電機具有普通有刷電機的機械特性,具有啟動轉矩大、加速快、動態制動簡便、效率高等優點。方波電機只需獲得觸發時刻位置的信息,位置傳感器就比較簡單,只要用霍爾元件就能夠勝任。而正弦波直流無刷電機的反電動勢也是正弦波的。正弦波直流無刷電機需全程跟蹤轉子位置,以獲取與轉子磁場同步的正弦波位置信號,位置傳感器就比較復雜,如用旋轉變壓器、光柵編碼器等。現在由于先進的控制技術的出現,用霍爾元件、不用霍爾元件或不用復雜的傳感器都能達到正弦波控制的目的,不過控制技術比方波直流無刷電機復雜。

 

直流無刷電機梯形波和正弦波反電動勢

直流無刷電機矩形波(方波)和正弦波反電動勢


不同的電機繞組和轉子磁鋼形狀,會產生不同的反電動勢,其波形可以分為基波和諧波。其中基波分量是產生電機輸出轉矩的主要成分。各次諧波分量對于電機的運行是有害的,要盡可能消除電機氣隙磁勢中的諧波分量。集中繞組在均勻氣隙中產生的磁勢基波是一個矩形波。與矩形波電機相比,正弦波電機具有運行平穩、定位轉矩小、噪聲小等優點。可以改變轉子磁鋼形狀,使直流無刷電機產生不均勻氣隙,使氣隙磁勢接近正弦波形狀。


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