1. 適用場景
空調風機、水泵、洗衣機直驅、AGV/小車等無刷電機系統(tǒng),控制器類型不限(C2000、STM32、NXP、R-Car 等)。
2. 十條軍規(guī)(實戰(zhàn)清單)
電機參數(shù)要準:Rs/Ld/Lq/Ψf 先離線辨識再在線修正;溫度漂移用表補或自適應。
電流環(huán)優(yōu)先級最高:內環(huán)帶寬≈電氣頻率的 1/10–1/5,限幅與抗飽和必做。
交叉耦合前饋:±ωLqId、±ωLdIq 前饋降低電流耦合,提高動態(tài)響應。
死區(qū)補償:死區(qū)導致的電壓誤差按母線、電流方向與溫度自適應修正。
觀測器/PLL:低速時切換至魯棒性更強的滑模/EMF 混合觀測,避免“反扣”。
SVM 調制指數(shù):m≤0.9 為宜;過高導致諧波上升、損耗增大。
dv/dt 與 EMI:功率回路最小環(huán)路;門極電阻分檔;必要時加 RC snubber 與共模扼流圈。
電流采樣:三分流>單分流>母線采樣(易失真);若用“損耗式/內置”采樣需校準溫漂。
極限工況:堵轉/過載/失步測試與保護策略(限流/降扭/軟停機)。
系統(tǒng)級熱設計:銅箔加厚+過孔陣列;熱路徑直達散熱器;關注變壓器/電感的局部熱點。
3. 功率級選型建議(速查表)
直流母線功率段器件建議備注310–400 Vdc≤500 W超結 MOSFET / 集成半橋(如 BridgeSwitch 類)家電風機/泵、洗衣機直驅310–400 Vdc0.5–3 kW超結 MOSFET(并聯(lián))/ IGBT 模塊關注開關損耗與散熱24–60 Vdc≤1 kW低壓 MOSFET(同步整流)AGV/小車/電動工具高頻高效率≤1 kWGaN(高 dv/dt,注意布局與驅動)靜音/高效優(yōu)先
與 PI 生態(tài)結合:
驅動/功率級:BridgeSwitch 類半橋簡化三相逆變;
控制電源:InnoMux?2(多路)或 InnoSwitch3?EP(隔離主路+輔路);
前端 PFC:HiperPFS?4/5 滿足 PF/諧波要求。
4. 調試與測量要點
雙通道電流探頭+相電壓/母線電壓同步采樣,結合示波器數(shù)學運算觀測 Id/Iq;
低速/大轉矩場景,細看電流失真與轉矩脈動;
記錄效率—轉速—負載 3D 曲面,尋找系統(tǒng)最佳點(聲學噪聲與效率權衡)。
FOC 要穩(wěn)靠“模型+測試”閉環(huán)迭代。按上述清單落地,大多數(shù)家電/工控無刷系統(tǒng)可在穩(wěn)定性、靜音與效率之間達成平衡。