1.0電機分類(lèi)和永磁同步電機控制技術(shù)介紹基礎電磁感應產(chǎn)生力的作用,不討論與之類(lèi)似的中學(xué)物理知識; 直流無(wú)刷及永磁同步電機知識太發(fā)散不研究; 本文介紹了幾種內容電機分類(lèi)及日常生活中電機類(lèi)型無(wú)刷直流/永磁同步電機運行原理無(wú)刷直流與永磁同步異同永磁同步電機控制技術(shù)1 .電機分類(lèi)及日常生活中電機類(lèi)型
如圖所示,電機的種類(lèi)首先能夠根據交直流類(lèi)型來(lái)區別。
直流電動(dòng)機在日常生活中經(jīng)常遇到,以電池、5V電源為能源的幾乎都是電動(dòng)玩具、剃須刀、小風(fēng)扇。 這類(lèi)電機的分類(lèi)位于換流式細分類(lèi)別中。 控制手段也非常簡(jiǎn)單,只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(xiàn)就可以反轉。 我記得把玩具拆開(kāi),四驅車(chē)里的直流有刷電機,里面有型兩極電刷,轉子電流的換流是用電刷進(jìn)行的。 可見(jiàn),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并不常見(jiàn),故不作介紹。
交流電動(dòng)機有同步電動(dòng)機和異步電動(dòng)機兩種。
異步電動(dòng)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(dòng)機多在農村家庭的各種加工機械、普通小型工廠(chǎng)的加工機械上見(jiàn)面; 的電源一般市電220V就可以了。 用一零一火線(xiàn)工作。 對于單相異步電動(dòng)機更細分的類(lèi)型,差異并不大。 這類(lèi)電機通常有兩個(gè)非常大的容量:?jiǎn)?dòng)容量和工作容量。 如果這兩個(gè)電容器壞了,啟動(dòng)或動(dòng)作時(shí)會(huì )異常。
多相異步電機經(jīng)常在起重機械、大型加工機械見(jiàn)面; 多相異步電機的體積在所有電機分類(lèi)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(shí)接通三相電。 三相在工業(yè)中經(jīng)常使用,但在日常生活中不多見(jiàn)。
最后介紹交流電動(dòng)機的同步電動(dòng)機。 這種電機細分的種類(lèi)在日常生活中多少會(huì )有些陰影。 同步電機主要分為無(wú)刷直流、永磁同步、步進(jìn)電機、磁滯電機、磁阻電機四大類(lèi)。 無(wú)刷直流電機,一提到,都見(jiàn)過(guò); 日常使用的電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)的后輪是直流無(wú)刷同步電動(dòng)機。 這個(gè)電機也有輪轂電機的名字。 是指長(cháng)在車(chē)輪輪轂上的電機。 步進(jìn)電機的應用非常廣泛,主要由于其控制的步進(jìn)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(lèi)型。 是永磁同步電機。 該電機目前非常受歡迎,昂貴的吹風(fēng)機是永磁同步電機的。 永磁同步電動(dòng)機與優(yōu)良的控制方法相結合,可以準確控制電動(dòng)機的轉速,噪音非常低,給人一種安靜高效的感覺(jué)。
同步電機大多是永磁式的。 也有其他勵磁類(lèi)型,但不太常見(jiàn)。
2 .無(wú)刷直流/永磁同步電動(dòng)機的運行原理這里將無(wú)刷直流和永磁同步運行原理放在一起的原因是這兩種類(lèi)型的差別并不大。 稍后詳細對比異同。
有直流電刷電機,定子為永磁體,轉子為繞組線(xiàn)圈; 磁有兩極,相同的排斥有不同的吸引力。 因此,通過(guò)使直流電力流過(guò)轉子線(xiàn)圈,能夠使轉子旋轉到與定子轉矩最小的位置; 此時(shí),由于刷子方向發(fā)生了變化,本來(lái)力矩最小的位置又力矩最大; 最后,周開(kāi)始了,轉子在不斷旋轉。
無(wú)刷直流,那確實(shí)沒(méi)有刷; 另外,在帶直流電刷的電動(dòng)機中,定子為永久磁鐵,轉子為繞組的結構,在無(wú)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(shí),必須采用物理接觸對繞組通電,電刷老化問(wèn)題尚未解決。 直流無(wú)刷電機中,繞組存在于定子中,有三根相線(xiàn); 工作中,三條相線(xiàn)相繼輸入輸出電流,達到了轉換方向的目的。 在無(wú)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(wú)刷直流電機,具體是定子在內部還是外部,不一定。 轉子在外面,含有定子的,一般稱(chēng)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(wú)刷電機,為什么在大分類(lèi)下卻又是交流電機?
向無(wú)刷直流、永磁同步電動(dòng)機的控制器供電時(shí),由于提供直流電源,故稱(chēng)為無(wú)刷直流。但是,直流電源經(jīng)過(guò)電機控制器,經(jīng)過(guò)逆變換后,與電機相連的三條相線(xiàn)中,電源類(lèi)型為交流
3 .無(wú)刷直流與永磁同步異同無(wú)刷直流電機、英文BLDC、英文全稱(chēng)Brushless Direct Current Motor永磁同步電機、英文PMSM、英文全稱(chēng)permanentmagnetsynchronousmotor
相反電位波形不同:
BDC :接近梯形波(理想狀態(tài));
PMSM :正弦波(理想狀態(tài)); 三相電流波形不同:
BDC )近似asjdlz或梯形波(理想狀態(tài);
PMSM :正弦波(理想狀態(tài)); 控制系統差異:
BLDC :通常包括位置控制器、速度控制器、電流(轉矩)控制器;
PSM :不同控制策略的有不同的控制系統; 控件差異:
BLDC :采用120度asjdlz電流、PWM控制;
PSM :采用正玄波電流、SPWM SVPWM控制。但是,在實(shí)際的控制中,直流無(wú)刷也會(huì )用FOC控制,永磁同步電機也能用asjdlz進(jìn)行控制。
就像電動(dòng)汽車(chē)控制器一樣,我拆過(guò)三四個(gè)進(jìn)行研究,接口都一樣,控制芯片不同
樣,當然控制算法也不一樣。用正弦波控制的電動(dòng)車(chē),啟動(dòng)、運行聲音都很低,運行過(guò)程中沒(méi)有抖動(dòng);但是asjdlz控制的電動(dòng)車(chē),聲音會(huì )非常明顯,運行時(shí)的抖動(dòng)也能感知得到。抖動(dòng)是因為明確的轉矩脈動(dòng)。??asjdlz控制的電機,電源使用效率較高,因為正弦波控制的電機,在有效電壓上就會(huì )被打折一點(diǎn)。
4. 永磁同步電機的控制技術(shù)
永磁同步電機,直流無(wú)刷電機可以用同樣的控制手段來(lái)使之運行。
根據有無(wú)位置傳感器來(lái)區別,首先分為有感無(wú)感。也就是有無(wú)使用霍爾等類(lèi)似的位置傳感器來(lái)感知定子轉子的位置角度。在風(fēng)泵類(lèi)的應用中,很多使用無(wú)感方式控制,通清爽的石頭的算法是電機運轉起來(lái)后,檢測感知相電流的變化來(lái)切換相電流。一些重載或精確控制的應用中,都會(huì )使用有感方式。根據逆變的三相電源,可以分為asjdlz控制和正弦波控制。asjdlz控制策略簡(jiǎn)單,控制過(guò)程直接有效,采用六步換向策略,CPU調制 出PWM來(lái)驅動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管就可是生成能使電機運轉的三相電源。正弦波的控制策略相對復雜得多,但是在控制效果上又優(yōu)良的多。正弦波控制時(shí),主要有兩種控制策略。一種是,直接轉矩控制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,而在控制轉矩后,也可以控制馬達的速度,直接轉矩控制是歐洲ABB公司的專(zhuān)利。
第二種是,空間矢量控制FOC百度百科。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機等效為直流電動(dòng)機,分別對速度,磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨立控制;通過(guò)控制轉子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量,經(jīng)坐標變換,實(shí)現正交或解耦控制。正弦波控制時(shí),會(huì )有很多衍生的更精細的控制策略,比如前饋控制、最大轉矩控制、弱磁控制等。在對電機的控制過(guò)程中,會(huì )有多個(gè)反饋控制環(huán)。在控制電機的出力情況時(shí),有電流環(huán);再此基礎上,控制轉速的控制環(huán);伺服電機應用時(shí),便有位置環(huán)的控制。
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