1.0电机分类和永磁同步电机控制技术介绍基础电磁感应产生力的作用,不讨论与之类似的中学物理知识; 直流无刷及永磁同步电机知识太发散不研究; 本文介绍了几种内容电机分类及日常生活中电机类型无刷直流/永磁同步电机运行原理无刷直流与永磁同步异同永磁同步电机控制技术1 .电机分类及日常生活中电机类型
如图所示,电机的种类首先能够根据交直流类型来区别。
直流电动机在日常生活中经常遇到,以电池、5V电源为能源的几乎都是电动玩具、剃须刀、小风扇。 这类电机的分类位于换流式细分类别中。 控制手段也非常简单,只要向两极通电就可以旋转。 电压越大,旋转越快,调换两根电极线就可以反转。 我记得把玩具拆开,四驱车里的直流有刷电机,里面有型两极电刷,转子电流的换流是用电刷进行的。 可见,这种电机中也存在磁铁,磁极固定成为定子。 其他细分分支的单极电机、换流电励磁电机在生活中并不常见,故不作介绍。
交流电动机有同步电动机和异步电动机两种。
异步电动机在普通日常生活中相对较少,且都比较大型。 单相异步电动机多在农村家庭的各种加工机械、普通小型工厂的加工机械上见面; 的电源一般市电220V就可以了。 用一零一火线工作。 对于单相异步电动机更细分的类型,差异并不大。 这类电机通常有两个非常大的容量:启动容量和工作容量。 如果这两个电容器坏了,启动或动作时会异常。
多相异步电机经常在起重机械、大型加工机械见面; 多相异步电机的体积在所有电机分类中相对较大,功率也不低。 使用这种电机,大多搭载有对应的变频器。 其供电时接通三相电。 三相在工业中经常使用,但在日常生活中不多见。
最后介绍交流电动机的同步电动机。 这种电机细分的种类在日常生活中多少会有些阴影。 同步电机主要分为无刷直流、永磁同步、步进电机、磁滞电机、磁阻电机四大类。 无刷直流电机,一提到,都见过; 日常使用的电动自行车、电动摩托车的后轮是直流无刷同步电动机。 这个电机也有轮毂电机的名字。 是指长在车轮轮毂上的电机。 步进电机的应用非常广泛,主要由于其控制的步进精度,可以在高精度的情况下使用。 在激光切割、3D打印中使用得相当多。
也有分支的电机类型。 是永磁同步电机。 该电机目前非常受欢迎,昂贵的吹风机是永磁同步电机的。 永磁同步电动机与优良的控制方法相结合,可以准确控制电动机的转速,噪音非常低,给人一种安静高效的感觉。
同步电机大多是永磁式的。 也有其他励磁类型,但不太常见。
2 .无刷直流/永磁同步电动机的运行原理这里将无刷直流和永磁同步运行原理放在一起的原因是这两种类型的差别并不大。 稍后详细对比异同。
有直流电刷电机,定子为永磁体,转子为绕组线圈; 磁有两极,相同的排斥有不同的吸引力。 因此,通过使直流电力流过转子线圈,能够使转子旋转到与定子转矩最小的位置; 此时,由于刷子方向发生了变化,本来力矩最小的位置又力矩最大; 最后,周开始了,转子在不断旋转。
无刷直流,那确实没有刷; 另外,在带直流电刷的电动机中,定子为永久磁铁,转子为绕组的结构,在无直流电刷中,定子为绕组,转子为永久磁铁。 绕组仍在转子上时,必须采用物理接触对绕组通电,电刷老化问题尚未解决。 直流无刷电机中,绕组存在于定子中,有三根相线; 工作中,三条相线相继输入输出电流,达到了转换方向的目的。 在无直流刷的情况下,转子的定子在电磁力的作用下与直流有刷相同。
无刷直流电机,具体是定子在内部还是外部,不一定。 转子在外面,含有定子的,一般称为外转子电机。 轮毂电机是一种非常特殊的外转子电机。
直流无刷电机,为什么在大分类下却又是交流电机?
向无刷直流、永磁同步电动机的控制器供电时,由于提供直流电源,故称为无刷直流。但是,直流电源经过电机控制器,经过逆变换后,与电机相连的三条相线中,电源类型为交流
3 .无刷直流与永磁同步异同无刷直流电机、英文BLDC、英文全称Brushless Direct Current Motor永磁同步电机、英文PMSM、英文全称permanentmagnetsynchronousmotor
相反电位波形不同:
BDC :接近梯形波(理想状态);
PMSM :正弦波(理想状态); 三相电流波形不同:
BDC )近似asjdlz或梯形波(理想状态;
PMSM :正弦波(理想状态); 控制系统差异:
BLDC :通常包括位置控制器、速度控制器、电流(转矩)控制器;
PSM :不同控制策略的有不同的控制系统; 控件差异:
BLDC :采用120度asjdlz电流、PWM控制;
PSM :采用正玄波电流、SPWM SVPWM控制。但是,在实际的控制中,直流无刷也会用FOC控制,永磁同步电机也能用asjdlz进行控制。
就像电动汽车控制器一样,我拆过三四个进行研究,接口都一样,控制芯片不同
样,当然控制算法也不一样。用正弦波控制的电动车,启动、运行声音都很低,运行过程中没有抖动;但是asjdlz控制的电动车,声音会非常明显,运行时的抖动也能感知得到。抖动是因为明确的转矩脉动。asjdlz控制的电机,电源使用效率较高,因为正弦波控制的电机,在有效电压上就会被打折一点。
4. 永磁同步电机的控制技术
永磁同步电机,直流无刷电机可以用同样的控制手段来使之运行。
根据有无位置传感器来区别,首先分为有感无感。也就是有无使用霍尔等类似的位置传感器来感知定子转子的位置角度。在风泵类的应用中,很多使用无感方式控制,通清爽的石头的算法是电机运转起来后,检测感知相电流的变化来切换相电流。一些重载或精确控制的应用中,都会使用有感方式。根据逆变的三相电源,可以分为asjdlz控制和正弦波控制。asjdlz控制策略简单,控制过程直接有效,采用六步换向策略,CPU调制 出PWM来驱动功率开关管就可是生成能使电机运转的三相电源。正弦波的控制策略相对复杂得多,但是在控制效果上又优良的多。正弦波控制时,主要有两种控制策略。一种是,直接转矩控制DTC百度百科。其作法是依量测到的马达电压及电流,去计算马达磁通和转矩的估测值,而在控制转矩后,也可以控制马达的速度,直接转矩控制是欧洲ABB公司的专利。
第二种是,空间矢量控制FOC百度百科。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制;通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。正弦波控制时,会有很多衍生的更精细的控制策略,比如前馈控制、最大转矩控制、弱磁控制等。在对电机的控制过程中,会有多个反馈控制环。在控制电机的出力情况时,有电流环;再此基础上,控制转速的控制环;伺服电机应用时,便有位置环的控制。
ST的开源方案–空间矢量控制,驱动永磁同步电机的学习及分享计划CSDN链接