1.0電機分類和永磁同步電機控製技術介紹基礎電磁感應產生力的作用,不討論與之類似的中學物理知識; 直流無刷及永磁同步電機知識太發散不研究; 本文介紹了幾種內容電機分類及日常生活中電機類型無刷直流/永磁同步電機運行原理無刷直流與永磁同步異同永磁同步電機控製技術1 .電機分類及日常生活中電機類型
如圖所示,電機的種類首先能夠根據交直流類型來區別。
直流電動機在日常生活中經常遇到,以電池、5V電源為能源的幾乎都是電動玩具、剃須刀、小風扇。 這類電機的分類位於換流式細分類別中。 控製手段也非常簡單,隻要向兩極通電就可以旋轉。 電壓越大,旋轉越快,調換兩根電極線就可以反轉。 我記得把玩具拆開,四驅車裏的直流有刷電機,裏麵有型兩極電刷,轉子電流的換流是用電刷進行的。 可見,這種電機中也存在磁鐵,磁極固定成為定子。 其他細分分支的單極電機、換流電勵磁電機在生活中並不常見,故不作介紹。
交流電動機有同步電動機和異步電動機兩種。
異步電動機在普通日常生活中相對較少,且都比較大型。 單相異步電動機多在農村家庭的各種加工機械、普通小型工廠的加工機械上見麵; 的電源一般市電220V就可以了。 用一零一火線工作。 對於單相異步電動機更細分的類型,差異並不大。 這類電機通常有兩個非常大的容量:啟動容量和工作容量。 如果這兩個電容器壞了,啟動或動作時會異常。
多相異步電機經常在起重機械、大型加工機械見麵; 多相異步電機的體積在所有電機分類中相對較大,功率也不低。 使用這種電機,大多搭載有對應的變頻器。 其供電時接通三相電。 三相在工業中經常使用,但在日常生活中不多見。
最後介紹交流電動機的同步電動機。 這種電機細分的種類在日常生活中多少會有些陰影。 同步電機主要分為無刷直流、永磁同步、步進電機、磁滯電機、磁阻電機四大類。 無刷直流電機,一提到,都見過; 日常使用的電動自行車、電動摩托車的後輪是直流無刷同步電動機。 這個電機也有輪轂電機的名字。 是指長在車輪輪轂上的電機。 步進電機的應用非常廣泛,主要由於其控製的步進精度,可以在高精度的情況下使用。 在激光切割、3D打印中使用得相當多。
也有分支的電機類型。 是永磁同步電機。 該電機目前非常受歡迎,昂貴的吹風機是永磁同步電機的。 永磁同步電動機與優良的控製方法相結合,可以準確控製電動機的轉速,噪音非常低,給人一種安靜高效的感覺。
同步電機大多是永磁式的。 也有其他勵磁類型,但不太常見。
2 .無刷直流/永磁同步電動機的運行原理這裏將無刷直流和永磁同步運行原理放在一起的原因是這兩種類型的差別並不大。 稍後詳細對比異同。
有直流電刷電機,定子為永磁體,轉子為繞組線圈; 磁有兩極,相同的排斥有不同的吸引力。 因此,通過使直流電力流過轉子線圈,能夠使轉子旋轉到與定子轉矩最小的位置; 此時,由於刷子方向發生了變化,本來力矩最小的位置又力矩最大; 最後,周開始了,轉子在不斷旋轉。
無刷直流,那確實沒有刷; 另外,在帶直流電刷的電動機中,定子為永久磁鐵,轉子為繞組的結構,在無直流電刷中,定子為繞組,轉子為永久磁鐵。 繞組仍在轉子上時,必須采用物理接觸對繞組通電,電刷老化問題尚未解決。 直流無刷電機中,繞組存在於定子中,有三根相線; 工作中,三條相線相繼輸入輸出電流,達到了轉換方向的目的。 在無直流刷的情況下,轉子的定子在電磁力的作用下與直流有刷相同。
無刷直流電機,具體是定子在內部還是外部,不一定。 轉子在外麵,含有定子的,一般稱為外轉子電機。 輪轂電機是一種非常特殊的外轉子電機。
直流無刷電機,為什麽在大分類下卻又是交流電機?
向無刷直流、永磁同步電動機的控製器供電時,由於提供直流電源,故稱為無刷直流。但是,直流電源經過電機控製器,經過逆變換後,與電機相連的三條相線中,電源類型為交流
3 .無刷直流與永磁同步異同無刷直流電機、英文BLDC、英文全稱Brushless Direct Current Motor永磁同步電機、英文PMSM、英文全稱permanentmagnetsynchronousmotor
相反電位波形不同:
BDC :接近梯形波(理想狀態);
PMSM :正弦波(理想狀態); 三相電流波形不同:
BDC )近似asjdlz或梯形波(理想狀態;
PMSM :正弦波(理想狀態); 控製係統差異:
BLDC :通常包括位置控製器、速度控製器、電流(轉矩)控製器;
PSM :不同控製策略的有不同的控製係統; 控件差異:
BLDC :采用120度asjdlz電流、PWM控製;
PSM :采用正玄波電流、SPWM SVPWM控製。但是,在實際的控製中,直流無刷也會用FOC控製,永磁同步電機也能用asjdlz進行控製。
就像電動汽車控製器一樣,我拆過三四個進行研究,接口都一樣,控製芯片不同
樣,當然控製算法也不一樣。用正弦波控製的電動車,啟動、運行聲音都很低,運行過程中沒有抖動;但是asjdlz控製的電動車,聲音會非常明顯,運行時的抖動也能感知得到。抖動是因為明確的轉矩脈動。asjdlz控製的電機,電源使用效率較高,因為正弦波控製的電機,在有效電壓上就會被打折一點。
4. 永磁同步電機的控製技術
永磁同步電機,直流無刷電機可以用同樣的控製手段來使之運行。
根據有無位置傳感器來區別,首先分為有感無感。也就是有無使用霍爾等類似的位置傳感器來感知定子轉子的位置角度。在風泵類的應用中,很多使用無感方式控製,通清爽的石頭的算法是電機運轉起來後,檢測感知相電流的變化來切換相電流。一些重載或精確控製的應用中,都會使用有感方式。根據逆變的三相電源,可以分為asjdlz控製和正弦波控製。asjdlz控製策略簡單,控製過程直接有效,采用六步換向策略,CPU調製 出PWM來驅動功率開關管就可是生成能使電機運轉的三相電源。正弦波的控製策略相對複雜得多,但是在控製效果上又優良的多。正弦波控製時,主要有兩種控製策略。一種是,直接轉矩控製DTC百度百科。其作法是依量測到的馬達電壓及電流,去計算馬達磁通和轉矩的估測值,而在控製轉矩後,也可以控製馬達的速度,直接轉矩控製是歐洲ABB公司的專利。
第二種是,空間矢量控製FOC百度百科。其實質是將交流電動機等效為直流電動機,分別對速度,磁場兩個分量進行獨立控製;通過控製轉子磁鏈,然後分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量,經坐標變換,實現正交或解耦控製。正弦波控製時,會有很多衍生的更精細的控製策略,比如前饋控製、最大轉矩控製、弱磁控製等。在對電機的控製過程中,會有多個反饋控製環。在控製電機的出力情況時,有電流環;再此基礎上,控製轉速的控製環;伺服電機應用時,便有位置環的控製。
ST的開源方案–空間矢量控製,驅動永磁同步電機的學習及分享計劃CSDN鏈接