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永磁同步電機(jī)的原理動(dòng)畫_永磁同步電機(jī)的原理

1.0電機(jī)分類和永磁同步電機(jī)控制技術(shù)介紹基礎(chǔ)電磁感應(yīng)產(chǎn)生力的作用,不討論與之類似的中學(xué)物理知識(shí); 直流無刷及永磁同步電機(jī)知識(shí)太發(fā)散不研究; 本文介紹了幾種內(nèi)容電機(jī)分類及日常生活中電機(jī)類型無刷直流/永磁同步電機(jī)運(yùn)行原理無刷直流與永磁同步異同永磁同步電機(jī)控制技術(shù)1 .電機(jī)分類及日常生活中電機(jī)類型

如圖所示,電機(jī)的種類首先能夠根據(jù)交直流類型來區(qū)別。

直流電動(dòng)機(jī)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。 這類電機(jī)的分類位于換流式細(xì)分類別中。 控制手段也非常簡(jiǎn)單,只要向兩極通電就可以旋轉(zhuǎn)。 電壓越大,旋轉(zhuǎn)越快,調(diào)換兩根電極線就可以反轉(zhuǎn)。 我記得把玩具拆開,四驅(qū)車?yán)锏闹绷饔兴㈦姍C(jī),里面有型兩極電刷,轉(zhuǎn)子電流的換流是用電刷進(jìn)行的。 可見,這種電機(jī)中也存在磁鐵,磁極固定成為定子。 其他細(xì)分分支的單極電機(jī)、換流電勵(lì)磁電機(jī)在生活中并不常見,故不作介紹。

交流電動(dòng)機(jī)有同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)兩種。

異步電動(dòng)機(jī)在普通日常生活中相對(duì)較少,且都比較大型。 單相異步電動(dòng)機(jī)多在農(nóng)村家庭的各種加工機(jī)械、普通小型工廠的加工機(jī)械上見面; 的電源一般市電220V就可以了。 用一零一火線工作。 對(duì)于單相異步電動(dòng)機(jī)更細(xì)分的類型,差異并不大。 這類電機(jī)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(jī)經(jīng)常在起重機(jī)械、大型加工機(jī)械見面; 多相異步電機(jī)的體積在所有電機(jī)分類中相對(duì)較大,功率也不低。 使用這種電機(jī),大多搭載有對(duì)應(yīng)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。

最后介紹交流電動(dòng)機(jī)的同步電動(dòng)機(jī)。 這種電機(jī)細(xì)分的種類在日常生活中多少會(huì)有些陰影。 同步電機(jī)主要分為無刷直流、永磁同步、步進(jìn)電機(jī)、磁滯電機(jī)、磁阻電機(jī)四大類。 無刷直流電機(jī),一提到,都見過; 日常使用的電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車的后輪是直流無刷同步電動(dòng)機(jī)。 這個(gè)電機(jī)也有輪轂電機(jī)的名字。 是指長(zhǎng)在車輪輪轂上的電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)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(dāng)多。

也有分支的電機(jī)類型。 是永磁同步電機(jī)。 該電機(jī)目前非常受歡迎,昂貴的吹風(fēng)機(jī)是永磁同步電機(jī)的。 永磁同步電動(dòng)機(jī)與優(yōu)良的控制方法相結(jié)合,可以準(zhǔn)確控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,噪音非常低,給人一種安靜高效的感覺。

同步電機(jī)大多是永磁式的。 也有其他勵(lì)磁類型,但不太常見。

2 .無刷直流/永磁同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理這里將無刷直流和永磁同步運(yùn)行原理放在一起的原因是這兩種類型的差別并不大。 稍后詳細(xì)對(duì)比異同。

有直流電刷電機(jī),定子為永磁體,轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子線圈,能夠使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到與定子轉(zhuǎn)矩最小的位置; 此時(shí),由于刷子方向發(fā)生了變化,本來力矩最小的位置又力矩最大; 最后,周開始了,轉(zhuǎn)子在不斷旋轉(zhuǎn)。

無刷直流,那確實(shí)沒有刷; 另外,在帶直流電刷的電動(dòng)機(jī)中,定子為永久磁鐵,轉(zhuǎn)子為繞組的結(jié)構(gòu),在無直流電刷中,定子為繞組,轉(zhuǎn)子為永久磁鐵。 繞組仍在轉(zhuǎn)子上時(shí),必須采用物理接觸對(duì)繞組通電,電刷老化問題尚未解決。 直流無刷電機(jī)中,繞組存在于定子中,有三根相線; 工作中,三條相線相繼輸入輸出電流,達(dá)到了轉(zhuǎn)換方向的目的。 在無直流刷的情況下,轉(zhuǎn)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(jī),具體是定子在內(nèi)部還是外部,不一定。 轉(zhuǎn)子在外面,含有定子的,一般稱為外轉(zhuǎn)子電機(jī)。 輪轂電機(jī)是一種非常特殊的外轉(zhuǎn)子電機(jī)。

直流無刷電機(jī),為什么在大分類下卻又是交流電機(jī)?

向無刷直流、永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制器供電時(shí),由于提供直流電源,故稱為無刷直流。但是,直流電源經(jīng)過電機(jī)控制器,經(jīng)過逆變換后,與電機(jī)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(jī)、英文BLDC、英文全稱Brushless Direct Current Motor永磁同步電機(jī)、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(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(tǒng)差異:

BLDC :通常包括位置控制器、速度控制器、電流(轉(zhuǎn)矩)控制器;

PSM :不同控制策略的有不同的控制系統(tǒng); 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,直流無刷也會(huì)用FOC控制,永磁同步電機(jī)也能用asjdlz進(jìn)行控制。

就像電動(dòng)汽車控制器一樣,我拆過三四個(gè)進(jìn)行研究,接口都一樣,控制芯片不同

樣,當(dāng)然控制算法也不一樣。用正弦波控制的電動(dòng)車,啟動(dòng)、運(yùn)行聲音都很低,運(yùn)行過程中沒有抖動(dòng);但是asjdlz控制的電動(dòng)車,聲音會(huì)非常明顯,運(yùn)行時(shí)的抖動(dòng)也能感知得到。抖動(dòng)是因?yàn)槊鞔_的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
??asjdlz控制的電機(jī),電源使用效率較高,因?yàn)檎也刂频碾姍C(jī),在有效電壓上就會(huì)被打折一點(diǎn)。

4. 永磁同步電機(jī)的控制技術(shù)

永磁同步電機(jī),直流無刷電機(jī)可以用同樣的控制手段來使之運(yùn)行。

根據(jù)有無位置傳感器來區(qū)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(zhuǎn)子的位置角度。在風(fēng)泵類的應(yīng)用中,很多使用無感方式控制,通清爽的石頭的算法是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來后,檢測(cè)感知相電流的變化來切換相電流。一些重載或精確控制的應(yīng)用中,都會(huì)使用有感方式。根據(jù)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,控制過程直接有效,采用六步換向策略,CPU調(diào)制 出PWM來驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管就可是生成能使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的三相電源。正弦波的控制策略相對(duì)復(fù)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(zhuǎn)矩控制DTC百度百科。其作法是依量測(cè)到的馬達(dá)電壓及電流,去計(jì)算馬達(dá)磁通和轉(zhuǎn)矩的估測(cè)值,而在控制轉(zhuǎn)矩后,也可以控制馬達(dá)的速度,直接轉(zhuǎn)矩控制是歐洲ABB公司的專利。
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(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī),分別對(duì)速度,磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制;通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量,經(jīng)坐標(biāo)變換,實(shí)現(xiàn)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(xì)的控制策略,比如前饋控制、最大轉(zhuǎn)矩控制、弱磁控制等。在對(duì)電機(jī)的控制過程中,會(huì)有多個(gè)反饋控制環(huán)。在控制電機(jī)的出力情況時(shí),有電流環(huán);再此基礎(chǔ)上,控制轉(zhuǎn)速的控制環(huán);伺服電機(jī)應(yīng)用時(shí),便有位置環(huán)的控制。

ST的開源方案–空間矢量控制,驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)的學(xué)習(xí)及分享計(jì)劃CSDN鏈接

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