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1 有刷直流电机
直流电机采用机械换向器,使得驱动方法简单,其模型示意图如下图所示: 电机主要由永磁材料制造的定子、绕有线圈绕组的转子(电枢) 、换向器和电刷等构成。只要在电刷的A和B两端通入一定的直流电流, 电机的换向器就会自动改变电机转子的磁场方向,这样,直流电机的转子就会持续运转下去。 有刷直流电机缺点:
无刷直流电机克服了有刷直流电机的先天性缺陷,以电子换向器取代了机械换向器。无刷直流电机的实质是直流电源输入,采用电子逆变器将直流电转换为交流电,有转子位置反馈的三相交流永磁同步电机。如下动图: 上面的三根线就是对应三相输入。著名的MIT机器狗,就是用无刷电机驱动(MIT狗的无刷电机自带驱动板,只需输入直流电和 CAN 信号即可驱动) 无刷直流电机没有直流电机中的换向器和电刷,取而代之的是位置传感器。这样,电机结构就相对简单,降低了电机的制造和维护成本,但无刷直流电机不能自动换向(相),牺牲的代价是电机控制器成本的提高(如同样是三相直流电机,有刷直流电机的驱动桥需要 4 只功率管,而无刷直流电机的驱动桥则需要 6 只功率管)。 无刷直流电机优点:
指一种转子用永久磁铁代替绕线的同步马达。 永磁同步电动机(PMSM)使用永磁体埋设在转子钢以产生恒定磁场。定子带有连接到交流电源的绕组,以产生旋转磁场(例如在异步电动机中)。转子磁极以同步速度锁定在旋转磁场中。永磁同步电动机类似于无刷直流电动机。钕磁铁是这些电动机中最常用的磁铁。 4 BLDC 与 PMSM 的区别 无刷电机其实可以分为无刷直流电机(BLDC)和永磁同步电机(PMSM),结构大同小异,主要区别在于制造方式(线圈绕组方式)不同导致的一些特性差异(比如反电动势的波形)。其实现在BLDC也可以成为永磁无刷直流电机。 从上面分析的无刷电机模型其实可以看到,由于转子在磁场中只有6个稳定的状态,因此旋转过程其实是不平滑的,存在扭矩的抖动(没有通电的时候可以用手转一下无刷电机,会感受到这种“颗粒感”)。因此为了解决这个问题,从“硬件”和从“软件”出发有两个解决方案,这就衍生出了BLDC和PMSM的区别。 永磁同步电机可按其感应电动势的波形分类:正弦波的时候称为永磁同步电机(PMSM),梯形波的时候为永磁无刷直流电机(PMBLDC)简单地说,BLDC由于反电动势接近梯形波,所以依然是采用方波驱动,肯定是会有上面说的抖动问题的,但是转一圈抖6下太明显了,如果我增加电机槽、极对数(也就是磁铁对数),那以前是360度里面抖6下,现在变成120度里面抖6下,甚至更小,这样“颗粒感”就变得更小了。实际中买到的BLDC电机基本都是多极对的,原理跟之前的分析是一样的,出来的都是三相信号(图中的三根线),可以自己进行类推。 |
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