直流無刷電機與永磁同步電機區(qū)別.doc

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無刷直流電機通常情況下轉(zhuǎn)子磁極采用瓦型磁鋼，經(jīng)過磁路設(shè)計，可以獲得梯形波的氣隙磁密，定子繞組多采用集中整距繞組，因此感應(yīng)反電動勢也是梯形波的。無刷直流電機的控制需要位置信息反饋，必須有位置傳感器或是采用無位置傳感器估計技術(shù)，構(gòu)成自控式的調(diào)速系統(tǒng)?？刂茣r各相電流也盡量控制成方波，逆變器輸出電壓按照有刷直流電機PWM的方法進(jìn)行控制即可。本質(zhì)上，無刷直流電機也是一種永磁同步電動機，調(diào)速實際也屬于變壓變頻調(diào)速范疇。 通常說的交流永磁同步伺服電機具有定子三相分布繞組和永磁轉(zhuǎn)子，在磁路結(jié)構(gòu)和繞組分布上保證感應(yīng)電動勢波形為正弦，外加的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波，一般靠交流變壓變頻器提供。永磁同步電機控制系統(tǒng)常采用自控式，也需要位置反饋信息，可以采用矢量控制（磁場定向控制）或直接轉(zhuǎn)矩控制的先進(jìn)控制方式。 兩者區(qū)別可以認(rèn)為是方波和正弦波控制導(dǎo)致的設(shè)計理念不同。最后明確一個概念，無刷直流電機的所謂“直流變頻”實質(zhì)上是通過逆變器進(jìn)行的交流變頻，從電機理論上講，無刷直流電機與交流永磁同步伺服電機相似，應(yīng)該歸類為交流永磁同步伺服電機；但習(xí)慣上被歸類為直流電機，因為從其控制和驅(qū)動電源以及控制對象的角度看，稱之為“無刷直流電機”也算是合適的。 無刷直流電機通常情況下轉(zhuǎn)子磁極采用瓦型磁鋼，經(jīng)過磁路設(shè)計，可以獲得梯形波的氣隙磁密，定子繞組多采用集中整距繞組，因此感應(yīng)反電動勢也是梯形波的。無刷直流電機的控制需要位置信息反饋，必須有位置傳感器或是采用無位置傳感器估計技術(shù)，構(gòu)成自控式的調(diào)速系統(tǒng)。控制時各相電流也盡量控制成方波， 逆變器輸出電壓按照有刷直流電機PWM的方法進(jìn)行控制即可。 本質(zhì)上，無刷直流電動機也是一種永磁同步電動機，調(diào)速實際也屬于變壓變頻調(diào)速范疇。通常說的永磁同步電動機具有定子三相分布繞組和永磁轉(zhuǎn)子，在磁路結(jié)構(gòu)和繞組分布上保證感應(yīng)電動勢波形為正弦，外加的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波，一般靠交流變壓變頻器提供。永磁同步電機控制系統(tǒng)常采用自控式，也需要位置反饋信息，可以采用矢量控制（磁場定向控制）或直接轉(zhuǎn)矩控制的先進(jìn)控制 策略。 兩者區(qū)別可以認(rèn)為是方波和正弦波控制導(dǎo)致的設(shè)計理念不同。 最后糾正一個概念，“直流變頻”實際上是交流變頻，只不過控制對象通常稱之為“無刷直流電機”。 僅對電機結(jié)構(gòu)而言，二者確實相差不大，個人認(rèn)為二者的區(qū)別主要在于： 1概念上的區(qū)別。無刷直流電機指的是一個系統(tǒng)，準(zhǔn)確地說應(yīng)該叫“無刷直流電機系統(tǒng)”，它強調(diào)的是電機和控制器的一體化設(shè)計，是一個整體，相互的依存度非常高，電機和控制器不能獨立地存在并獨立工作，考核的也是他們整體的技術(shù)性能。而交流永磁同步電機指的是一臺電機，強調(diào)的是電機本身就是一臺獨立的設(shè)備，它可以離開控制器或變頻器而獨立地存在獨立地工作。 2從設(shè)計和性能角度上看，“無刷直流電機系統(tǒng)”設(shè)計時主要考慮將普通的機械換向變?yōu)殡娮訐Q向后如何還能保持機械換向電機的優(yōu)點，考核的重點也是系統(tǒng)的直流電機特性，如調(diào)速特性等；而交流永磁同步電機設(shè)計主要著重電機本身的性能，特別是交流電機的性能，如電壓的波形、電機的功率因數(shù)、效率功角特性等。 3從反電勢波形看，無刷直流電機多為方波，而交流永磁同步電機反電勢波形多為正弦波。 4從控制角度看無刷直流電機系統(tǒng)基本不用什么算法，只是依據(jù)轉(zhuǎn)子位置考慮給那個繞組通電流即可，而交流永磁同步電機如果需要變頻調(diào)速則需要一定的算法，需要考慮電樞電流的無功和有功等。 5關(guān)于“那么三相無刷直流電機能不能使用三相正弦交流電呢？如果可以，霍耳器件是否可以不用了？” 從原理上講，三相無刷直流電機使用三相正弦交流電是可以運行的，只不過是運行性能可能很差，如果三相無刷直流電機的反電勢波形為方波，則使用三相正弦交流電時會產(chǎn)生很大的諧波損耗，溫升很高。是否需要霍耳器件與使用什么電源（三相正弦交流電或方波脈沖電源）無關(guān)，而與電機的控制算法、控制策略及控制方式等因素有關(guān)，如果是用無位置傳感器的控制方式則霍耳器件可以不用，如果采用有轉(zhuǎn)子位置傳感器的控制方式，則位置傳感器還是必要的，當(dāng)然可以不用霍耳器件而采用其他的傳感器，如編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等 樓上說的很詳細(xì)了，簡單說下我的感受吧： 曾測過無刷直流電機的反電動勢，并不是很完美的方波，是像削了頂?shù)恼也?，用直流變頻控制，電機轉(zhuǎn)速還比較平穩(wěn)，但是要看精度，在不在你的接受范圍內(nèi)了。 無刷直流電機的電機本體：定子繞組為集中繞組，永磁轉(zhuǎn)子形成方波磁場；永磁同步電機的電機本體：定子繞組為分布繞組，永磁轉(zhuǎn)子形成正玄磁場； 2、無刷直流電機的位置傳感器：低分辨率，60度分辨率，霍爾元件，電磁式、光電式；永磁同步電機的位置傳感器：高分辨率，1/256,1/1024，旋轉(zhuǎn)變壓器，光碼盤；3、控制不同： 無刷直流電機：120度方波電流，采用PWM控制；永磁同步電機：正玄波電流，采用SPWMSVPWM控制