浅谈无刷直流电机与控制模组安规认证

无刷式直流电机的特性 

霍尔组件式无刷直流电机由于利用霍尔组件来感应激磁顺序与时间，转子的相位为 π/2 时便可令定子 (Stator) 导通，因此能减少不必要的电能浪费，同时也可以适时的提供转子转动所需的电磁力，大幅提升电机输出扭矩与效率，这也是所有无刷直流电机所能提供的最大优势。

在无刷直流电机的硬件中，以电子回路取代了机械式换相器与电刷，电气污染的问题也不会出现。同时，对于电子电路所撷取到的电气讯号，还可以利用其它的逻辑电路作讯号的放大、比较，而使电机运转的效率提升。

更重要的是，原先无法利用外加硬件保护装置来保护电机的问题，在无刷直流电机上可以利用微处理器 (Micro Processor) 与软件，来判断电子电路所撷取到的电气讯号 ，而达成电机堵转 (Locked Rotor)、欠相 (Lost of Phase)、过负载 (Running Overload)，以及其它与安全功能相关的管理与保护。

相对的，对于提供了电子保护功能的无刷直流电机，由于使用了大量的电子装置来撷取与处理电气讯号，因此必须接受电磁兼容性 (EMC, Electromagnetic Compatibility) 评估；至于软件的可靠度，与有否考虑到相关的风险，并且在软件中有加以管理以及保护，也必须予以评估。

控制模块安规认证

UL 1004 电动机安全标准中包含了对电子保护式电机 (Electronically-Protected Motors) 的规范，其 UL 产品类别编号 (CCN, Category Control Number) 为XDNW。该标准的章节 18B中清楚的要求，凡具有电子保护控制器的电机，如属于商业或家庭用途，有关控制器便必须符合 UL 60730-1A 标准；倘若具有电子保护控制器的电机将只会使用在工业用途上，有关控制器则必须符合 UL 508 标准。UL 60730-1 标准的适用范围为家庭用 (也包含类似用途，例如商业用途) 电器产品的控制器，这是一本与 IEC 60730-1A 标准合并的安全规范，在其附录 H (Annex H) 内提供了针对电子式控制器的相关安全规范，且包含了软件及电磁兼容的条文。

UL 60730-1A 将控制器依照用途，划分成运转用途 (Operating Control) 及保护用途 (Protective Control) 两大类。顾名思义，运转用途控制器指的是在正常操作条件下，使设备激活、运行的控制器，例如机械式单相交流电机激活开关 (Motor Starting Relay)，就属于运转用途控制器。而保护用途控制器，指的则是当设备在非正常的操作条件下，提供危害防护功能的控制器，例如防止无刷直流电机因为堵转、欠相或是过负载，而造成功能不正常，甚至导致电击、火灾发生的控制器，就属于保护用途控制器。

控制模块安规认证案例

一个具有软件保护功能、商业或是家庭用途的无刷直流电机，在 UL认证的要求上来说，需要符合下表所示的安全规范：

在认证的流程上来说，首先要确认此一无刷直流电机的最终使用产品是谁，以及该最终使用产品的安规是否接受以 UL 60730-1A作为控制器的评估标准。在确认无误后，会先执行控制软件的安规认证，包括与客户以面对面的方式审查、测试软件，在取得软件认证后，紧接着的是控制器硬件的审查与评估，最后才会是无刷直流电机的认证。与其它产品随机认证的模式不同的是，这三个认证评估有相当紧密的从属关系，也就是软件会决定硬件电路的配置，也会影响最终无刷直流电机的功能与硬件结构，因此三者无法同步进行，必须循着顺序，一一完成认证。