机电之旅追逐高效直流电机的驱动梦想

  • 媒体报道
  • 2024年12月06日
  • 导语:在我们日常生活中,直流电机应用无处不在,从小型家用电器到工业车辆设备,无论大小都有大量使用。我们可以将直流电机大致分为两类:绕组磁场直流电机和永磁磁场直流电机,其中永磁磁场直流电机会有我们熟知的有刷和无刷直流电机。 有刷与无刷的差异 二者作为老生常谈的类型,最大的区别就在于转子与定子的连接方式。在有刷直接接触的情况下,需要通过碳刷与换向器进行机械作用来传输能量,这就是它被称为“有刷”原因

机电之旅追逐高效直流电机的驱动梦想

导语:在我们日常生活中,直流电机应用无处不在,从小型家用电器到工业车辆设备,无论大小都有大量使用。我们可以将直流电机大致分为两类:绕组磁场直流电机和永磁磁场直流电机,其中永磁磁场直流电机会有我们熟知的有刷和无刷直流电机。

有刷与无刷的差异

二者作为老生常谈的类型,最大的区别就在于转子与定子的连接方式。在有刷直接接触的情况下,需要通过碳刷与换向器进行机械作用来传输能量,这就是它被称为“有刷”原因。而无刷则没有这样的机械部件,它们依赖于不同的线圈来产生不同方向的磁场变化,从而使外侧固定且移动的转子旋转。

从故事角度看,有 brushes 的 motor 是如何失宠了?首先是因为高性能功率器件成为开关控制的一种更实用、经济可靠的手段,取代了早期优势;其次,无 brushes 的 motor 在噪声、能效、可靠性和寿命方面占据了更好的地位。

不过,在成本较低且对能效要求不高的情形下,有 brushes 的 motor 仍然是选择之一。它们配置合适的开关,即可实现很好的性能。此外,由于几乎不需要电子控制装置,所以整个系统便宜,并且减少了配线空间需求,以及降低了额外成本。

关于驱动技术

在市场变迁中,对于驱动技术提出了更高要求。首先是在可靠性的方面,我们需要各种保护功能,同时内置限速以保证启动或停止时能够控制好运行状态。这对于提高性能来说非常重要。

现在很多厂商已经将这些算法硬件化并集成到驱动IC上,使得设计更加简便。稳定性也是必须要支持的地方,优化波形可以显著减少噪音振动,而适应各种磁路激励技术则进一步提升稳定性。此外,还持续追求更多低功耗、高效率。

半桥或全桥?

半桥虽然成本较低,但波形易受干扰;全桥虽然复杂但稳定性强。在PWM(脉冲宽度调制)方案中,可以有效减少功耗,这种方法越来越广泛使用,以提高宽占空比、频率覆盖以及降低功耗等特点。

对于正弦波激励PWM,如同一种艺术般精细,它既能保持良好效果又充满挑战。不过,无论哪种情况,都需权衡频率与效率之间关系,因为过高频率会导致开关损耗增加,而过低可能影响纹波管理能力。一言以蔽之,是一门学问,也是一项技能,一份智慧,每一步都需谨慎考虑每一个因素,以达到最佳效果。

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