鱼缸循环潜水泵噪音科技解决方案-正弦波

鱼缸循环潜水泵一般是作为鱼缸或者鱼池过滤装置的水流交换，在使用过程中一般设置在鱼缸或者水池潜水使用，鱼缸循环潜水泵将鱼缸水提升至过滤槽后，再通过滤槽的各个区域，然后回流到鱼缸或者水池，模似大自然的水流循环达到适合鱼类生活的生态环境。这个过程中鱼缸循环潜水泵会因为工作产生高频或者低频的噪音，解决这些问题也成了鱼缸水泵开发重要性能指标。

鱼缸潜水泵属于常用的民用工业产品，以前给人的感觉就是，产品结构简单，技术含量低，使用寿命短的特点。不被业界看好的普通工业品。但随着近年来国内人民生活水平的提高，对环境要求越来越严格。在民用消费电子工业产品方面，出现了静音空调，静音风扇，连电动车都要静音。鱼缸提升了整体居室环境。鱼缸更是家居风水里必不可少的摆件，是与空间的完美结合，是家居、办公，商业空间的灵魂禅师。一点噪音都会破坏对这种环境的休验。

既然空调，电动车能解决电机产生的噪音问题，同样鱼缸循环潜水泵电机也能有方法解决。早在1983年，一个好的基本波形——随时间变化的电压——是构建更复杂行为的原材料。Intersil的ICL8038 集成电路的设计是为了方便地获得精确的波形，能够同时产生正弦波、矩形波和锯齿波等周期信号，只需要很少的外部元件。最初，ICL8038 被嘲笑性能有限，而且具有表现不稳定的倾向。确实，这个芯片有点不可靠。但共生是们很快学会了如何可靠地使用它，然后8038取得了重大的成功。

而鱼缸循环潜水泵在从交流电供电到直流电供电的转变过程中，经历了从FOC、方波、正弦波控制的三个阶段。方波控制使用霍尔传感器或者无感估算算法获得电机转子的位置，然后根据转子的位置在360°的电气周期内，进行6次换向（每60°换向一次）。每个换向位置电机输出特定方向的力，因此可以说方波控制的位置精度是电气60°。由于在这种方式控制下，电机的相电流波形接近方波，所以称为方波控制。

方波控制方式的优点是控制算法简单、硬件成本较低，使用性能普通的控制器便能获得较高的电机转速；缺点是转矩波动大、存在一定的电流噪声、效率达不到最大值。方波控制适用于对电机转动性能要求不高的场合。

正弦波控制方式使用的是SVPWM波，输出的是3相正弦波电压，相应的电流也是正弦波电流。这种方式没有方波控制换向的概念，或者认为一个电气周期内进行了无限多次的换向。显然，正弦波控制相比方波控制，其转矩波动较小，电流谐波少，控制起来感觉比较“细腻”，但是对控制器的性能要求稍高于方波控制，而且电机效率不能发挥到最大值。

正弦波控制实现了电压矢量的控制，间接实现了电流大小的控制，但是无法控制电流的方向。FOC控制方式可以认为是正弦波控制的升级版本，实现了电流矢量的控制，也即实现了电机定子磁场的矢量控制。

由于控制了电机定子磁场的方向，所以可以使电机定子磁场与转子磁场时刻保持在90°，实现一定电流下的最大转矩输出。FOC控制方式的优点是：转矩波动小、效率高、噪声小、动态响应快；缺点是：硬件成本较高、对控制器性能有较高要求，电机参数需匹配。

其实这种技术正弦波电机本实用新型涉及电机。针对现有电机转子是直极、转子的钢片无孔，转子两端无端板，是无金属笼结构，存在着定子齿谐波及定子电枢反应，使气隙磁场歪扭，则输出电压波形产生畸变。正弦波电机的优点：行驶静音，无噪声，在重负载爬坡情况下，方波表现的是越爬越无力，而正弦波可以匀速爬行，扭矩比方波大8％-10％；起动扭矩大，产生更快的启动加速度；

在正常行驶情况下，正弦波能实现恒速运动，而方波要实现恒速则会消耗很大电流，所以在正常行驶情况下，正弦波速度大于方波速度是显而易见的，正弦波有效的弱磁提速最大可以达到20％，但是不降低扭矩，保证了高速大扭矩的市场需要，而方波提速后扭矩变小。就好比，正弦波比方波的力气大；扭矩一样的情况下，正弦波比方波的速度快。

当扭矩在一定的情况下，正弦波采用最大转矩电流控制，则相应的输入电流减小，电机铁损下降，同时对磁钢的退磁保护效果好，可实现电机高效率运行。而方波无法实现这一点。因此正弦波方案能减小铁损也就延长了电机的寿命。因为省电所以对电池的使用寿命也会有25％延长。

鱼缸循环潜水泵噪音主要由其自身电机产生，那么最佳解决方案来了，直流无刷电机的正弦波控制即通过对电机绕组施加一定的电压，使电机绕组中产生正弦电流，通过控制正弦电流的幅值及相位达到控制电机转矩的目的。与传统的方波控制相比，电机相电流为正弦，且连续变化，无换相电流突变，因此电机运行噪声低。