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FOC 能做15万转的马达驱动吗?

        在一个BLDC千人群里,看到有人在讨论马达转速。

        有人说某家FOC方案的可以做到每分钟8万转;有人秀了用某家方案做的每分钟12万转的马达运转情况的视频;甚至还有人说自家 FOC 方案可以做到每分钟15万转。

        那么,FOC驱动方式的马达转速极限,到底是多少呢?

        首先,FOC 算法的核心,就是使用SVPWM 编码方法控制马达的三相绕组内的电流大小,然后这三个电流形成的磁场,会按照约定的方向,带动转子旋转起来。

        考虑 FOC 算法时,必须考虑算法的失真度以及换向延时,算法失真度,如果要做详细推到的话,会比较繁琐,我们今天先简单的讨论 FOC 最终的驱动波形以及换向延时的影响。

        在实现 FOC 算法时,通常我们都会使用中心对齐的方式来控制PWM 发生器;通常我们还会规定,在下一次的 PWM 周期内,才使用当前打入 PWM 控制器内的 PWM 占空比数字。

        也就是说,换向信号的延时,最大时至少要有一个 PWM 周期的延时。

        如果我们对马达转速的控制的要求是转速误差不超过10%。那么我们至少也要在一个扇区的 SVPWM 编码周期内,有10PWM周期。

        另外,如果一个扇区内只有很少的几个 PWM 周期时,就会失去SVPWM 的意义了。

        假如我们先考虑一对磁极的马达、使用16KHz PWM 频率、每个扇区 10 PWM周期时的情况。

        那么每一转电角度的时间为:

                  T= PWM周期时间 * 每扇区PWM * 每转扇区数

          = 1/16000S * 10 * 6 = 0.00375

        折合成每分钟的转速就是:

                  R= 60 / 0.00375 = 16000 /分。

        这个结论表明,一对磁极的马达,要想实现转速误差为10%的控制,或者说想在SVPWM编码时实现每个扇区有10PWM周期最高转速也只能做到16000/分。

        刚才这个计算结果,仅仅是针对只有一对磁极的马达有效,因为这个转速其实是电角度。如果是具有7对磁极的吊扇,那最高速度就要降低到 2000多转/分了。

        根据这个分析,那些号称达到了每分钟8万转甚至15万转的马达驱动,应该都是用的简单的6步方波驱动法,不是FOC 算法。

        欢迎指正。

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