把控制器看做是電源,電機看成負載,電機是執(zhí)行機構(gòu),控制器需要為電機服務(wù)。從參數(shù)角度來看,控制器的相位角度,電流,功率和電壓等參數(shù)需要滿足電機的要求,比如控制器的功率要大于或者至少要等于電機的功率,而控制器還有無刷和有刷之分,如果是電動汽車,還有異步和同步電機控制的選擇。
目前市場上基本上使用了直流電機做電動車動力,直流電機分為有刷和無刷兩種,如果電機是有刷的,是靠機械換向的,只要保證控制器輸出的最高電壓和最大電流,大于或者等于電機的額定電壓和額定電流就好。無刷電機是電子換向,電壓和電流這些參數(shù)同樣要大于或者等于電機的額定值,而且要考慮霍爾信號配置問題。
控制器的耐壓大小,當(dāng)然要高于電瓶的最高電壓,電瓶的標(biāo)稱電壓不是最高電壓,這點要注意了,一般最高電壓是標(biāo)稱電壓的1.2倍左右,比如60伏的電瓶,充滿電可能去到72伏了。電機的功率大小,是取決于負載的負荷和速度要求,這些不太好計算,一般都需要根據(jù)一些經(jīng)驗值來選型,有些場合還要考慮電動自行車的國標(biāo)限制最高是400W,電壓是48伏最高。
電機功率越大,車子動力會越好,但是電瓶消耗越快,所以要加大電瓶容量才可以滿足要求,對應(yīng)控制器的規(guī)格也要水漲船高。
電機的電壓越高,電機工作的效率也會越高,但是電壓太高了,對線材和控制器的絕緣要求更嚴格了,電池管理也困難,很容易出現(xiàn)安全問題,一般兩輪的控制在72伏內(nèi)是相對安全的。至于4輪的那些電動車,很多都是和工業(yè)級別差不多,直流母線達到了500多伏,電機電壓有380伏,往往需要達到IP67級別的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),否則使用起來太危險了。
無刷電機完全是通過霍爾信號來感應(yīng)轉(zhuǎn)子磁極位置來換向的,三個位置的霍爾會輸出高低兩種01電平,比如100是定子和轉(zhuǎn)子時間的一種位置,而000又是另外一種,三個霍爾排列組合后會有36種信號狀態(tài),單片機需要根據(jù)這些信號來輸出不同的脈沖電壓來讓控制器控制好電機。
36組信號里邊,實際值需要用到正確的兩組,一種是正轉(zhuǎn),一種是反轉(zhuǎn)?;魻柊惭b時候,正反不同,就產(chǎn)生了所謂的60度和120度的電矢量差異,這樣控制器選擇時候,需要根據(jù)這個角度不同來選擇合適的,當(dāng)然今天有很多控制器可以自己學(xué)習(xí)判斷這個相序,但是你購買使用時候,也要留意是否合適的。
實際上60度和120度,控制和使用起來,只要軟件和硬件設(shè)計到位,不會帶來任何差異,但是因為涉及生產(chǎn)習(xí)慣和維修,所以可能會有差別。早期的控制器往往是60°的,主要是三個霍爾同一個方向擺放,這樣生產(chǎn)起來容易,不會造成差錯,現(xiàn)在很多小廠和小功率產(chǎn)品依然使用60°。
但是60度的輸出信號,有111和000這兩種特殊的角度信號,如果電機功率比較大,而要求導(dǎo)通速度快,可能會出現(xiàn)控制上的導(dǎo)通死區(qū)引起驅(qū)動器損壞。所以可靠性和安全設(shè)計上,120°似乎要強一點,所以現(xiàn)在很多工廠都使用120°。
控制器功率越大當(dāng)然越好,只是如果電機功率比較小,電瓶容量也不足,你買的控制器越大,無形中是一種浪費,造成大馬拉小車,而且電動車講究越輕越好,控制器太大了未必是好事情,一般比電機功率高20%就差不多了。
控制器有過壓和欠壓保護功能,需要考慮到電瓶的電壓最高和最低值來配置,否則可能會造成電瓶還沒有放完電就保護了,或者電瓶電壓太高引起沒有輸出??煽啃援?dāng)然是比較關(guān)鍵的,誰都不喜歡騎車被丟棄在半路上。有條件的,當(dāng)然要上水冷,沒有條件的也要考慮安裝位置,保證散熱的合理性,或者自己添加一些風(fēng)扇來降溫。