前言
Tech Web Motor“基礎(chǔ)知識”的第一波文章為“電機(jī)驅(qū)動”的基礎(chǔ)篇。
據(jù)統(tǒng)計，近年來，全世界的馬達(dá)電機(jī)年生產(chǎn)量大約為100億臺，其功耗大約占據(jù)全世界總耗電量的50%。這一數(shù)據(jù)聽上去讓人覺得出乎意料，但是當(dāng)我們細(xì)數(shù)一下，電腦的硬盤和光驅(qū)有冷卻風(fēng)扇，洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)、混合動力汽車等身邊使用的物品中也使用了馬達(dá)電機(jī)，也就能夠理解為什么這一數(shù)量這么大了。另外以歐美為中心的國家明確表示將實現(xiàn)汽車的電動化，并將其作為解決環(huán)境問題的其中一個方法，這就表示馬達(dá)電機(jī)的需求將呈強(qiáng)勁增長的趨勢。
另一方面由于出臺了與世界能源問題相關(guān)的嚴(yán)格的節(jié)能法規(guī)，因此如何讓使用馬達(dá)電機(jī)的設(shè)備實現(xiàn)節(jié)能是當(dāng)前的重要課題。實現(xiàn)馬達(dá)電機(jī)自身的節(jié)能化當(dāng)然重要，而采用高效率的馬達(dá)電機(jī)驅(qū)動或控制方法也非常重要。
如上所述馬達(dá)電機(jī)可用于各種領(lǐng)域的各種應(yīng)用系統(tǒng)中。因此馬達(dá)電機(jī)的種類非常多，馬達(dá)電機(jī)的驅(qū)動方法和控制方法也非常多。我們在Tech Web Motor基礎(chǔ)知識“電機(jī)驅(qū)動”系列中，將對馬達(dá)電機(jī)的基礎(chǔ)知識和各種電機(jī)的驅(qū)動方法進(jìn)行說明。
首先，我們來看近年來馬達(dá)電機(jī)驅(qū)動器所要求的四大要點。在此部分我希望從這四點出發(fā)，談一談實際的馬達(dá)電機(jī)驅(qū)動。
電機(jī)驅(qū)動器所要求的四大要點
①高可靠性
為了保護(hù)電機(jī)驅(qū)動器IC不受異常電壓和電流的影響，電機(jī)驅(qū)動器需要具備充分的保護(hù)功能，如防止因電源電壓降低而引起誤動作的功能等。另外還要求搭載在電機(jī)啟動時或強(qiáng)制停止和堵轉(zhuǎn)時控制電機(jī)電流的電流限制功能，以及將故障狀態(tài)輸出到外部主機(jī)處理器的功能，以確保安全性。
②低功耗、高效率
為了降低電機(jī)的功耗，需要低功耗的功率元器件和驅(qū)動技術(shù)。例如通過使用自動超前角調(diào)整功能等，可在從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)的大范圍轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)獲得非常高的效率。
③靜音、低振動
對于電機(jī)工作時的噪聲和振動而言，驅(qū)動波形的優(yōu)化非常重要。這就需要根據(jù)各領(lǐng)域的用途，選擇最適合各種電機(jī)磁路的激勵驅(qū)動技術(shù)。比如無刷直流電機(jī)驅(qū)動器的合適激勵模式（120度、150度、正弦波）、風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動器的軟啟動技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的電流衰減方式（Decay技術(shù)）等。
④控制、便利性
通過FLL（速度控制）和PLL（相位控制）實現(xiàn)的電機(jī)數(shù)字旋轉(zhuǎn)控制技術(shù)，以及執(zhí)行器要求的高精度定位控制技術(shù)等高效驅(qū)動控制算法，對于高性能電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)而言是不可或缺的。要求實現(xiàn)設(shè)計人員可輕松利用的高效驅(qū)動控制算法，比如通過將已進(jìn)行硬邏輯處理的控制算法應(yīng)用在驅(qū)動器IC上等。另外,驅(qū)動器IC間的兼容性可提高便利性。當(dāng)在開發(fā)過程中規(guī)格發(fā)生變化時，可在不更改電機(jī)驅(qū)動控制電路板模式的情況下進(jìn)行替換，這對于提高便利性而言也非常重要。 |
