先進節能直流無刷電機控制器

節能減排的議題在國際舞臺中不斷地受到重視，其目的就是為了防止環境污染繼續惡化、改善氣候劇烈變動，以及在地球有限資源情況下訂定條款并相互約束。在普通消費者看來，節能減排無非就是隨手關閉電源，或搭乘公共交通系統，以便減少資源的浪費及實現資源回收再利用等目的。但是除了這些隨手可以實現的動作之外，另一個根本問題就是如何提高能源使用效率。美國 EPRI就曾指出，全球電機所耗費的金額一年高達950億美金，占了所有電力51%；其次是照明19%，冷卻/供暖16%， IT 14%。

無論是工業、家庭還是商業用電，電機所消耗的能源都占有很高的比例。以中國臺灣2007年的工業用電為1172億度為例，電機用電約820億度，占了總體用電的70%。如果改善電機系統的輸出、輸入功率比，就可以提高用電效率。

所以各個國家或者地區都針對電機及照明這兩大類有關產品提出改進計劃。

表1 各國對電機和照明產品的改進計劃

家庭用電大約可分為電源轉換輸出(燈、電視)及電機驅動(冰箱、洗衣機、冷氣、風扇、吸塵器等)這兩大類，其中電機驅動所消耗的電力占家庭用電的70%。根據臺灣工程研究院的數據，如果電機效率提升10%，一年約可節省100億度的電量，相當一座大中型核能發電站所發的電量。若再以全球一年的發電量約為20兆度來計算(在中國1兆是1萬億)，可以節省2兆度的用電量。這個驚人的數字等同于兩百座中大型核電站的電量。而且在能源法規及環保議題帶動下，產業、產品升級已是維持經濟持續發展的必要條件。

圖1

當今家電產品的驅動電機分為交流電機、直流電機兩類；直流電機又分為直流有刷及無刷電機。由于材料科學的進步，直流無刷電機(BLDC 或 PMSM)的研發及生產近期有相當大的突破。直流無刷電機具有安靜、無噪聲、免維護保養、壽命長、體積小的特性及優點；尤其是高效輸入/輸出比，在節能及環保方面均有優異表現。

直流無刷電機在技術層面以及進入門檻的要求都比其他電機(如交流、直流有刷)更高，因此擁有較高的附加值；同時在面臨能源短缺及環保要求雙重壓力下，高效率環保產品自然成了追求的目標，而采用直流無刷電機設計的產品輕松符合以上要求。

直流無刷電機控制驅動上可采用方波驅動(Trapezoidal Control)或磁通正弦PWM驅動兩種控制系統算法。其中，磁通正弦驅動備受業界囑目。

磁圖2