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永磁无刷直流电机与永磁同步电机到底有什么区

Time: 2018-04-05 13:40  View:78


永磁无刷直流电机与永磁同步电机两者用的材料大体都一样,主要是设计上的不同.一般无刷直流电机设计的时候,气隙磁场是方波的(梯形波)而且平顶的部分越平越好,因此在极对数选择上一般选取整数槽集中绕组例如4极12槽,并且磁钢一般是同心的扇形环,径向冲磁. 并且一般装Hall传感器来检测位置和速度,驱动方式一般是六步方波驱动,用于位置要求不是很高的场合;而永磁同步是正弦波气隙, 越正弦越好,因此极对数上选择分数槽绕组,如4极15槽,10极12槽等,磁钢一般是面包形,平行充磁, 传感器一般配置增量型编码器,旋转变压器,绝对编码器等.驱动方式一般采用正弦波驱动,如FOC算法等.用于伺服场合.
  你可以从内部结构, 传感器, 驱动器,以及应用场合判别.这种电机也可以互换使用,不过会使性能下降.对于大多数气隙波形介于两者之间永磁电机,主要看驱动方式.
  无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢,经过磁路设计,可以获得梯形波的气隙磁密,定子绕组多采用集中整距绕组,因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈,必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术,构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波,逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。本质上,无刷直流电动机也是一种永磁同步电动机,调速实际也属于变压变频调速范畴。
通常说的永磁同步电动机具有定子三相分布绕组和永磁转子,在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦,外加的定子电压和电流也应为正弦波,一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式,也需要位置反馈信息,可以采用矢量控制(磁场定向控制)或直接转矩控制的先进控制策略。
两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。
最后纠正一个概念,“直流变频”实际上是交流变频,只不过控制对象通常称之为“无刷直流电机”
我的理解中,应该说BLDC和PMSM的差别真的难说,有时候取决于应用了。传统的说法是他们的反电动势不同,BLDC接近于方波,PMSM接近于正弦波。控制上来说BLDC一般使用6节拍的方波驱动,控制方波的相位和倒通时间,PMSM采用FOC。性能上来说BLDC的输出功率密度会大点,因为BLDC的转矩充分利用了谐波,也因此BLDC的谐波会严重点
 
 一、传感器的不同:
    直流无刷电机(BLDC):位置传感器,如霍尔等;
    永磁同步电机(PMSM):速度和位置传感器,如旋转变压器、光电编码器等;
二、反电势波形不同:
    BLDC :近似梯形波(理想状态);
    PMSM :正弦波(理想状态)
三、三相电流波形不同:
    BLDC :近似方波或梯形波(理想状态);
    PMSM :正弦波(理想状态
四、控制系统的区别:
    BLDC:通常包括位置控制器、速度控制器和电流(转矩)控制器;
     PMSM:不同控制策略的会有不同的控制系统;
五、设计的原理与方法上的区别:
    BLDC:尽量拓宽反电势波形的宽度(使之近似为梯行波);
     PMSM:使反电势接近与正弦波;
     体现在设计上主要是定子绕组、转子结构(如极弧系数)上的区别。
     1、无刷直流电机的电机本体:
    定子绕组为集中绕组,永磁转子形成方波磁场;永磁同步电机的电机本体:定子绕组为分布绕组,永磁转子形成正玄磁场;
2、无刷直流电机的位置传感器:
   低分辨率,60度分辨率,霍尔元件,电磁式、光电式;永磁同步电机的位置传感器:高分辨率,1/256,1/1024,旋转变压器,光码盘;
3、控制不同:
   无刷直流电机:120度方波电流,采用PWM控制;
   永磁同步电机:正玄波电流,采用SPWM  SVPWM控制。
  
   无刷直流电机:磁钢为方波充磁,控制电压PWM也为方波,电流也为方波。一个 电周期有6个空间矢量。控制简单,成本低,一般的MCU就可实现。
    永磁同步电机:磁钢为正弦波充磁,反电动势也为正弦波,电流也为正弦波。一 般采用矢量控制技术,一个电周期一般最少会有18个矢量(当然越多越好),需要高性能的MCU或DSP才能实现。
    直流伺服:这个范围就很广了啊。直流伺服,指直流电机再控制系统的控制下,根据控制指令(转速、位置、角度等)来进行动作,一般用于执行机构。

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