一、無刷直流電動機的主要技術數據 (1)電動機常數km。是電動機的一個品質指標,單位為n·m/w1/2對于一個給定體積的電動機而言,km值越高,電動機的功率就越大。 (2)電動勢常數ke。指在單位轉速下電樞繞組所感應產生的電壓,ke=ctφδ。 (3)力矩常數kt。指在單位電樞電流下所產生的電磁轉矩,又稱為力矩靈敏度,kt=ctφδ (4)電氣時間常數τe指當給電樞繞組施加單位階躍輸入電壓后,電樞電流達到63%穩態值所需要的時間。 (5)峰值力矩l。指在冷態(20℃)條件下,在10s之內電樞繞組的溫度不超過****允許值的情況下,電動機所能安全產生的力矩。當然.產生峰值力矩時也不應超出永磁體所允許的****去磁磁動勢。 (6)連續堵轉力矩tcs指在轉子被堵轉和無限長的時間周期內電樞繞組的溫度不超過****允許值的條件下.電動機所能安全產生的力矩。連續堵轉力矩是在規定的安裝條件下,如安裝在什么形狀、么尺寸和由什么材料制成的散熱板上測量得到的數值。 
二、無刷直流電動機與永磁同步電動機的比較 無刷直流電動機將電子線路與電機融為一體,把先進的電子技術、微機控制技術應用于電機領域,是典型的機電一體化產品,促進了電機及控制技術的發展。無刷直流電動機屬于永磁式電動機。目前,在自動控制系統中普遍使用的永磁電動機有兩大類.即無刷直流電動機和永磁同步電動機。這里將兩者的主要區別進行比較,以供參考。 1.設計理念 設計無刷直流電動機的出發點是用裝有永磁體的轉子取代有刷直流電動機的定子磁極,將原直流電動機的轉子電樞變為定子,圖6 13所示為無刷直流電動機演變示意圖。有刷直流電動機是依靠機械換向器將直流電流轉換為近似梯形波的交流.而bdcm是將方波電流(實際上也是梯形波)直接輸入定子,其好處就是省去了機械換向器和電刷,也稱為電子換向。為產生恒定電磁轉矩,要求系統向bdcm輸入三相對稱方波電流,同時要求bi)cm的每相感應電動勢為梯形波,因此也稱bdcm為方波電動機;而設計永磁同步電動機的出發點是直接用永磁體取代電勵磁同步電動機轉子上的勵磁繞組,以省去勵磁線圈、滑環和電刷. 
圖6—14所示為永磁同步電動機演變示意圖。pmsm的定子與電勵磁同步電動機基本相同。要求輸入定子的電流仍然是三相正弦的。為產生恒定電磁轉矩,要求系統向pmsm輸入三相對稱正弦電流,同時要求pmsm的每相感應電動勢為正弦波,因此也稱pmsm為正弦波電動機。 
2.結構形式 由于氣隙磁密等的波形不同(見圖6—15)。兩者定、轉子的結構均有所差別。無刷直流電動機的定子通常采用整距集中繞組,轉子永磁體則采用表面瓦片式結構.永磁體厚度均勻;而永磁同步電動機的定子采用短距分布繞組,轉子永磁體主要有兩類,即表面永磁體結構和內置永磁體結構。這兩種結構均可確保氣隙磁密的波形接近正弦。
 3.控制方式 當由變頻電源供電時.永磁同步電動機可在開環控制下調速運行.起動時轉子上無需另裝起動繞組。若轉軸上裝有位置傳感器,則可構成基于位置反饋、閉環控制的自控式永磁同步電動機;無刷直流電動機的轉軸上一般裝有位置傳感器,并做成自控式。目前,永磁電動機無傳感器控制技術也得到了很大的發展。如bdcm的電動機端電壓檢測法、定子三次諧波電壓檢測法和pmsm的電感變化凸極效應法、擴展卡爾曼濾波狀態估計法等。但是,沒有外加轉子位置傳感器,并不意味著不需要檢測轉子的位置,而是不使用額外的裝置,轉而采用別的方法來得到轉子位置信號,這樣既能降低成本,又能提高可靠性。 4.電磁轉矩 永磁同步電動機利用旋轉變壓器或旋轉編碼器連續檢測轉子位置,并根據轉子的轉速隨時調整定子側逆變器的控制頻率,以確保定子旋轉磁動勢與轉子永磁體磁動勢同步,因此所產生的電磁轉矩基本上是恒定的;而無刷直流電動機則僅需檢測轉子的若干位置即可,根據這些位置便可決定定子側逆變器開關器件的通斷時刻,從而保證定子旋轉磁動勢在平均意義上與轉子永磁體磁動勢同步,因此所產生的電磁轉矩存在一定的脈動。 5.功率密度 從體積和重量角度看。無刷直流電動機的功率密度要比永磁同步電動機高,其功率密度一般是永磁同步電動機的].15倍,這主要歸因于無刷直流電動機是方波電動機.其磁密有效值與幅值的比值要比永磁同步電動機高,單位峰值電流所產生的電磁轉矩(或輸出功率)較大。 6.應用場合 無刷直流電動機的轉速是通過調節直流端的電壓來控制的,故控制系統比較簡單,價格較便宜但是由于換向會引起轉矩脈動。使系統的穩定性和動態性能稍差,調速范圍也較窄,故多應用于對運行性能要求不是很高,體積及重量受限的場合;而永磁同步電動機通常采用正弦波脈寬調制(spwm)的變頻電源供電,相對來講其控制系統較為復雜,價格較貴,但是它基本上屬于旋轉磁場式電動機,轉矩脈動小-轉速穩定性較高,特別是這種電動機可以實現電磁轉矩的矢量控制或直接控制,系統動態性能好.因此適用于要求高精度控制和寬調速范圍的場合。

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