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無刷直流力矩電動機(無刷直驅電機)與永磁同步電機
發布時間:2017-11-14 13:35:11| 瀏覽次數:

現代電機與控制技術以電流驅動模式的不同將永磁無刷直流力矩電機分為兩大類:方波驅動電機和正弦波驅動電機。前者稱為無刷直流力矩電動機(無刷直驅電機)或電子換相直流電動機,后者曾有人稱為無刷交流電動機,現在已常常稱為永磁同步電機。就其位置傳感器和控制電路而言,方波驅動相對簡單、價廉而得到廣泛應用,是目前絕大多數無刷直流電機的驅動方式。正弦波驅動需要高分辨率位置傳感器,如旋轉變壓器、光電編碼器,控制電路相對復雜,成本較高。正弦波驅動是借助高分辨率位置傳感器作用,以強制提供正弦波相電流為特征的無刷直流電動機電子換相方法。與方波驅動相比,它具有低轉矩波動、平滑的運動、小的可聞噪聲和容易利用超前角技術實現弱磁控制、拓寬調速范圍等優點。

 

近年隨著新一代或稱簡易位置傳感器正弦波換相控制技術的出現,不需要高分辨率位置傳感器,特別是支持這種控制技術的新一代無刷直流電動機正弦波控制芯片的問世,大大促進無刷直流電機控制正弦波化趨向的形成。

表面上看來,無刷直流力矩電機和永磁同步電機的基本機構是相同的,它們的電動機都是永磁電動機,轉子由永磁體組成基本結構,定子安放有多相交流繞組,都是由永久磁鐵轉子和定子的交流電流相互作用產生電機的轉矩,在繞組中的驅動電流必須與轉子位置反饋同步。轉子位置反饋信號可以來自轉子位置傳感器,或者像在一些無傳感器控制方式那樣通過檢測電機相繞組的反電動勢等方法得到。雖然在永磁同步電動機和無刷直流力矩電動機的基本架構相同,但它們在實際的設計細節上的不同是由它們是如何驅動決定的。

 

無刷直流電機和永磁同步電機的主要區別在于它們的控制器電流驅動方式不同,無刷直流電機是方波或是梯形波電流驅動,而永磁同步電機是正弦波電流驅動,這就使得永磁同步電動機在電氣和機械方面都更加安靜,而且它幾乎沒有轉矩脈動。這意味著這兩種電機有不同的運行特性和設計要求。因此,兩者在電動機的氣隙磁場波形、反電動勢波形、驅動電流波形、轉子位置傳感器,以及驅動器中的電流環電路結構、速度反饋信息的獲得和控制算法等方面都有明顯的區別,它們的轉矩產品原理也有很大的不同。

 
 
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