人物探究直流无刷电机发展方向与伺服电机步进电机区别
引言:直流无刷电机的核心技术正向集成性和算法硬件化迈进,外在特性显著,如低速输出大转矩、速度范围广泛且全功率运行能力强。文章将探讨这一领域的三个发展方向,以及直流无刷电机所带来的七大优势。
一、直流无刷电机控制方案的三大发展趋势
芯片向高集成演变,其驱动控制芯片从分离状态逐步提升至集成运放与比较器,再到预驱动及电源与MOSFET整合,最终实现了全集成模块,这体现了高度集成为芯片发展的主要趋势。
控制算法朝着SoC硬件化前行,从初级120度方波控制逐渐升级至有感SVPWM、FOC,最后达到了无感FOC控制算法。随着复杂性的提升和性能要求,为了降低开发门槛,使用户能更容易地使用最新优化的控制策略,推出了硬件化解决方案。早期MCU纯软件开发已被智能组合硬件替代,如ASIC化等多种形式实现了对FOC算法SOC硬件化转变;峰G科技发布首款内置FOC芯片FT8213/FT8215,它们内置Rdson 1Ω驱动MOSFET,减少外围元器件需求,同时提供噪声低、高效率和小转矩脉动。
直流无刷电机正在朝超高速发展,一方面是技术进步为产品开辟更多可能性;另一方面市场需求变化影响技术走向。通过运行无感FOC时最高频率从300HZ增长至4500HZ(如峰G科技设计吸尘器应用),甚至达到航模上78万转速可见,这些数据显示高或超高速度将成为未来不可避免的趋势。
二、直流无刷电机所具备的优点
外特性出色,可在低速下输出较大的起始转矩。
速度适应宽广,不论任何速度都能进行全功率运行。
效率卓越且过载能力强,在拖曳系统中展现出杰出的表现力。
制动效果良好,由于其永磁材料构造,可以在制动时进入发电模式。
体积紧凑而功率密度高,对于空间限制条件下的应用尤为理想。
无需机械换向器,全封闭结构防止灰尘侵入,可靠性增强。
与异步型相比,其驱动简单易操作,因此受到了广泛青睐。