重磅直播——低压电机控制器的开发

(原)syfat

zhiyiyunmeng@ 发表于 2017-6-3 09:33
电流波形实质上还是电压波形吧，没有电压哪里来的电流吗？能否这样理解呢、
你那个75千瓦不是说变频器吗 ...

你认为无刷直流控制器是什么？变频器的一种啊。。。。。

中文翻译成变频器，但是原文的最贴近意思应该是逆变器。。。。。。

这个变频器本身可以控制异步电机，永磁同步电机，无刷直流电机，但是这次是给无刷直流电机专配的，一般要求较高的场合，永磁机都是和控制器一一配对的，某一种设计的电机，控制器对应就是一种，通用变频器驱动无刷直流电机和永磁同步电机，普遍存在适配困难，勉强用可以，效果不好。。。。。

(原)立帝货

这贴学的东西太多了，花很多时间慢慢消化

(原)syfat

最近老板生意不错，连续接了三个项目，我要参与两个，一个是75kw380V无刷直流控制器，一个是可控硅调压调速起重机电机控制器。加上做电源的同事接了一个大活出差要一个月，我的小项目要暂停了。

连续画四天图，已经画吐了，这个结构研究了一天，动手画了三天，拓扑设计，器件摆放，母排设计，结构设计，器件选型，散热估算……所有一应我一个人来，这种活，我们公司只有我一个人能全部都干，最后程序也要写一部分。基本上快画完了图了，下周要跟着测试调压调速控制器，上个月闲的蛋疼，这几天累得睡觉都在算尺寸。

75kw变频器，我给塞在353×508×238的机箱里，也算是紧凑了，小小成果，窃喜一下。

累到根本无法入睡的程度，就聊聊变频器硬件原理的一些基础科普吧，水平不高，以下都是以二电平变频器为基础阐述，三电平，多电平单元串联（罗宾康的完美无谐波结构，多用于高压），交交变频不在此列。

现在大多数的变频器，都是交直交变频，电源是交流，整流成直流后，再逆变成交流。具体为什么这样做，和元器件，控制方法有很大关系，我这水平，说多了就全是毛病，我就说说简单的。比如交流380V，全桥整流滤波后是380×1.414=537V，随着负载增加，这个537V直流是波动的，当然还有天朝伟大的电力供应系统，没事给你弄个450V-320V的波动，所以整流后的直流最高我见过的650V DC，这些直流电接入一组电容，也就是直流支撑电容（DC-LINK），这个电容的作用主要是滤波和维持直流电压不随着负载出现电压大范围波动，电压容量选择根据功率和纹波电流比例来决定，当然用铝电解电容和金属薄膜电容的容量选择会有很大的区别，目前我们公司的中大功率产品全面转向了薄膜电容，这里面的原因是这样的，铝电解电容的容量密度是很大的，但是耐压值不高，国内江海电容最高的产品是650V，但是主流产品最高也就是450V，我们之前说到了380V整流后最高可能会到650V，所以我见过某些猛人就用这种新的650V铝电解不做串联直接做直流支撑，真的是勇猛无双。传统选择我们至少要选到400V串联后并联，也就是耐压800V，但是450V产品也并不贵，所以450V反而用的人最多，但是金属薄膜电容就不同了，耐压几千V的也有，所以选800V以上可以不串联，这样电容部分的汇流排（我们一般用叠层母排）就变简单，而且金属薄膜电容纹波电流小，容量也可以选小，所以虽然体积稍大，效果还是很好的，最关键的是金属薄膜电容的自愈性，这种电容安全性很高，即使烧了，也不会全部烧毁，而还会有一定的容量，铝电解鼓包就算轻微故障，说炸起来，2毫米后的电箱炸得面目全非我也见过。

电容经过汇流排组合，分三组正负极（PN)输入六个单元的IGBT（一般一个IGBT是两单元，所以总数是三个）经过一系列的数学变换，将直流逆变成三相交流电，输出给电机，所以变频器的英文converter，原意就是逆变器的意思。

大家看到了，我们如果电源是电池或者稳定的直流电，只要把电容前面的整流部分去掉，那么只要是三相或多相电机，本质结构都是一样的对吗？

其实大体上交流变频器的逆变部分和无刷直流电机控制器，直流供电的交流异步电机控制器，直流供电的永磁同步电机控制器，是完全一样的东西。不考虑速度传感器和电流换相器等辅助机构，从硬件拓扑上，甚至控制电路上，几乎是一样的，即使方波控制型无刷直流，采用三相六状态的控制方法，只进行直流换相，他使用的元器件拓扑原理，和其他变频器也是完全一样的，这个论坛大家都对无刷控制器很熟，都知道管子数量肯定是3的倍数。

所以变频器或电机控制器的核心拓扑，就是DCLINK后面这个部分，只有四象限运行的电机，整流部分才又成为核心部分。所以就有变频器可以驱动几乎所有种类的三相电机，异步电机、无刷直流、永磁同步。

我目前开发的这款控制器，目标最终就是可以驱动三种电机，当然，从我最熟的异步机开始。





所以就出现很多这样的变频器，他们可以控制异步电机，无刷直流，永磁同步，

(原)飞扬电动(二)

楼主我只想提醒你几点。交流异步与直流无刷是完全不同的电机。交流异步是感应式运行，鼠笼转子感应到定子的漩转磁场，由于鼠笼的闭环，转子也产生了漩转磁场跟着定子的磁场转起来了。这就好像变压器的初次级一样，所以叫感应电机。直流无刷是反应式电机。工作方式是绕组产生的磁场与转子的永磁产反应，互相排斥或吸引，而产生位置变化转动。如果你用通用变频器驱动直流无刷，就好像红河兄弟用工频三相驱动直流无刷一样，可能会转但要实用应该不行。本人文化不高也不知道对不对，如错勿笑。我来这里也是学习的。论坛高手如云，望出来指点迷津。

(原)zhiyiyunmeng@

飞扬电动(二) 发表于 2017-6-4 08:06
楼主我只想提醒你几点。交流异步与直流无刷是完全不同的电机。交流异步是感应式运行，鼠笼转子感应到定子的 ...

不管咋样都是磁的相互吸引排斥。
所谓感应式只不过需要励磁。
电动车电机是永磁

yang9845

飞扬电动(二) 发表于 2017-6-4 08:06
楼主我只想提醒你几点。交流异步与直流无刷是完全不同的电机。交流异步是感应式运行，鼠笼转子感应到定子的 ...

这个真差不多的，输出组合后都是旋转磁场，只不过无刷电机需要等位置传感器闭环过来的信号，异步电机不需要这个信号，直接供旋转磁场就行，速度快慢由旋转磁场频率决定，硬件架构基本完全一样，改变的只是一丁点软件。

从这也可看出，直流无刷属于硬特性输出结构，不到换相位置就死命给电流让你转过来才换相，所以一般电动工具现在都转用无刷电机，而电池类的电动工具也确实好用。不像220V的串激电机软特性降转速。

(原)立帝货

这么好的贴，顶上去，每天必看，变频器后面部份那应该和控制器大同小异，

(原)飞扬电动(二)

立帝货 发表于 2017-6-4 10:20
这么好的贴，顶上去，每天必看，变频器后面部份那应该和控制器大同小异，

是的，大同小异。问题就是因为这个小异。泰国的人妖，外表看起来比女人还要靓。但是你能让它生孩子吗？如果你一定要让他生子，那就要了解女性的生理原理，，，，，，，

(原)syfat

飞扬电动(二) 发表于 2017-6-4 11:21
是的，大同小异。问题就是因为这个小异。泰国的人妖，外表看起来比女人还要靓。但是你能让它生孩子吗？如 ...

AB 西门子都有三种电机都能驱动的变频器，这个问题不必争执，这种产品是常备的，并不是特殊东西。

(原)立帝货

syfat 发表于 2017-6-4 17:46
AB 西门子都有三种电机都能驱动的变频器，这个问题不必争执，这种产品是常备的，并不是特殊东西。

嗯，就像你做的，改软件就可以驱无刷