【东佑达机器人】交流或直流驱动 - 哪种最适合小型电机？

变速电机控制（“驱动器”）已经存在了几十年。早些年，应用和预算是在直流电机/驱动器套件和交流等效产品之间进行选择的主要决策标准。虽然这种做法仍在继续，但交流驱动技术的进步使决定交流或直流满足应用要求的地方变得更加复杂。决策标准更广泛，现在包括：

• 申请要求

• 易于安装和操作

• 成本和可用性

• 维护和支持

• 无刷直流的影响

对有关该主题的已发表信息的快速回顾会产生大量文章，倾向于交流是更好的选择，尤其是随着成本更低、功能更强大的交流变频驱动器 (VFD) 的出现——由感应电机产生的驱动器以前仅在直流永磁电机中发现的速度/转矩响应。但同样的文章集中在更大的电机上——按年单位销售的大多数驱动器和电机都是 2HP 大小的电机。

特定应用的要求将影响交流与直流的决定。应用是否需要电机提供高启动扭矩？示例可能包括离心负载，例如投球机上的转盘或轮子；或泵送粘性流体。这曾经是一个简单的 DC 选择。然而，即使是最基本的交流驱动器现在也具有“升压”功能，这将在较低的电机速度下产生额外的扭矩。而且，只要多花几美元，就可以使用交流矢量驱动器，它还可以在低速时产生更大的电机扭矩。

驱动器/电机封装的电源电压也是一个考虑因素。最便宜的交流变频器使用三相交流电源电压——这简化了驱动电路的电源前端。但是，作为 OEM 设备设计工程师，您不能总是依赖客户可以使用的三相电源。单相电源电压在国内和国际上都比较普遍，但 230VAC 单相电源更涉及 VFD 电源电路，115VAC 更是如此，这增加了成本。

申请要求（续）

使用直流驱动器 2HP 和更小的电源电压是最小的问题 - 今天的大多数驱动器都设计为使用相同的电路设计处理 115VAC 或 230VAC（单相）电源电压。

对于需要将驱动器安装在潮湿环境（雨水或直接冲洗）的应用，NEMA 4/4X (IP65/66) 等级的直流驱动器随时可用。冲洗式交流驱动器的品牌选择更为有限，尽管据说有几家公司正在开发它们。

对于需要电机制动或反转的应用，交流驱动器具有以下优势：多次切换输出电压以完成电机制动和/或反转，使用相同的固态器件（MOSFET/IGBT）来控制电机速度。基本直流驱动器通常使用机械继电器来反转电机电枢电压极性，并使用附加电路来制动电机（使用功率电阻器）并在允许电枢电压极性切换之前确认电机已停止 - 增加了复杂性和成本。再生直流驱动器使用固态技术来制动和反转电机，就像交流驱动器一样 - 由于电路复杂性而显着增加了成本。 

易于安装和操作

直流驱动器在这一类别中具有优势——只需四根电线即可连接，拨动开关即可运行。同一型号的驱动器通常可以处理一系列电机尺寸和电压——设置就像根据电机电压和 HP 额定值进行一些微调电位器调整一样简单。

交流驱动器通常需要一些参数配置或“调试”才能安装。通过使用出厂默认参数设置和“快速启动”参数设置，在简化调试方面取得了进展。虽然更简单，但安装驱动器的任何数量的参数配置都会给工厂人员及其相关专业知识和培训水平带来压力。对于大量客户而言，易于安装是选择驱动器时的主要因素。

成本和可用性

在比较交流与直流时，关于电机和驱动器总成本的一般经验法则是：

· 对于交流电，随着电机马力的增加，总成本比直流电要低

· 对于直流，随着电机 HP 的降低，总成本低于交流

如果我们收集数据并绘制总成本与 HP 额定值的关系图，我们的曲线应该在某个（电机 HP）点相交——让我们使用一些定价示例来看看它可能在哪里。