永磁無刷直流電機(jī)與永磁同步電機(jī)比較和分析

兩者用的材料大體都一樣,主要是設(shè)計(jì)上的不同.一般無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候,氣隙磁場(chǎng)是方波的(梯形波)而且平頂?shù)牟糠衷狡皆胶?因此在極對(duì)數(shù)選擇上一般選取整數(shù)槽集中繞組例如4極12槽,并且磁鋼一般是同心的扇形環(huán),徑向沖磁. 并且一般裝Hall傳感器來檢測(cè)位置和速度,驅(qū)動(dòng)方式一般是六步方波驅(qū)動(dòng),用于位置要求不是很高的場(chǎng)合;

而永磁同步是正弦波氣隙, 越正弦越好,因此極對(duì)數(shù)上選擇分?jǐn)?shù)槽繞組,如4極15槽,10極12槽等,磁鋼一般是面包形,平行充磁, 傳感器一般配置增量型編碼器,旋轉(zhuǎn)變壓器,絕對(duì)編碼器等.驅(qū)動(dòng)i方式一般采用正弦波驅(qū)動(dòng),如FOC算法等.用于伺服場(chǎng)合。

你可以從內(nèi)部結(jié)構(gòu), 傳感器, 驅(qū)動(dòng)器,以及應(yīng)用場(chǎng)合判別.這種電機(jī)也可以互換使用,不過會(huì)使性能下降.對(duì)于大多數(shù)氣隙波形介于兩者之間永磁電機(jī),主要看驅(qū)動(dòng)方式.

無刷直流電機(jī)通常情況下轉(zhuǎn)子磁極采用瓦型磁鋼，經(jīng)過磁路設(shè)計(jì)，可以獲得梯形波的氣隙磁密，定子繞組多采用集中整距繞組，因此感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)也是梯形波的。無刷直流電機(jī)的控制需要位置信息反饋，必須有位置傳感器或是采用無位置傳感器估計(jì)技術(shù)，構(gòu)成自控式的調(diào)速系統(tǒng)。控制時(shí)各相電流也盡量控制成方波，逆變器輸出電壓按照有刷直流電機(jī)PWM的方法進(jìn)行控制即可。本質(zhì)上，無刷直流電動(dòng)機(jī)也是一種永磁同步電動(dòng)機(jī)，調(diào)速實(shí)際也屬于變壓變頻調(diào)速范疇。

通常說的永磁同步電動(dòng)機(jī)具有定子三相分布繞組和永磁轉(zhuǎn)子，在磁路結(jié)構(gòu)和繞組分布上保證感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形為正弦，外加的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波，一般靠交流變壓變頻器提供。永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)常采用自控式，也需要位置反饋信息，可以采用矢量控制（磁場(chǎng)定向控制）或直接轉(zhuǎn)矩控制的先進(jìn)控制策略。

兩者區(qū)別可以認(rèn)為是方波和正弦波控制導(dǎo)致的設(shè)計(jì)理念不同。

最后糾正一個(gè)概念，“直流變頻”實(shí)際上是交流變頻，只不過控制對(duì)象通常稱之為“無刷直流電機(jī)”

我的理解中，應(yīng)該說BLDC和PMSM的差別真的難說，有時(shí)候取決于應(yīng)用了。傳統(tǒng)的說法是他們的反電動(dòng)勢(shì)不同，BLDC接近于方波，PMSM接近于正弦波。控制上來說BLDC一般使用6節(jié)拍的方波驅(qū)動(dòng)，控制方波的相位和倒通時(shí)間，PMSM采用FOC。性能上來說BLDC的輸出功率密度會(huì)大點(diǎn)，因?yàn)锽LDC的轉(zhuǎn)矩充分利用了諧波，也因此BLDC的諧波會(huì)嚴(yán)重點(diǎn)

1、無刷直流電機(jī)的電機(jī)本體：

定子繞組為集中繞組，永磁轉(zhuǎn)子形成方波磁場(chǎng)；永磁同步電機(jī)的電機(jī)本體：定子繞組為分布繞組，永磁轉(zhuǎn)子形成正玄磁場(chǎng)；

2、無刷直流電機(jī)的位置傳感器：

低分辨率，60度分辨率，霍爾元件，電磁式、光電式；永磁同步電機(jī)的位置傳感器：高分辨率,1/256,1/1024，旋轉(zhuǎn)變壓器，光碼盤；

3、控制不同：

無刷直流電機(jī)：120度方波電流，采用PWM控制；

永磁同步電機(jī)：正玄波電流，采用SPWM SVPWM控制。

無刷直流電機(jī)：磁鋼為方波充磁，控制電壓PWM也為方波，電流也為方波。一個(gè) 電周期有6個(gè)空間矢量。控制簡(jiǎn)單，成本低，一般的MCU就可實(shí)現(xiàn)。

永磁同步電機(jī)：磁鋼為正弦波充磁，反電動(dòng)勢(shì)也為正弦波，電流也為正弦波。一 般采用矢量控制技術(shù)，一個(gè)電周期一般最少會(huì)有18個(gè)矢量（當(dāng)然越多越好），需要高性能的MCU或DSP才能實(shí)現(xiàn)。

直流伺服：這個(gè)范圍就很廣了啊。直流伺服，指直流電機(jī)再控制系統(tǒng)的控制下，根據(jù)控制指令（轉(zhuǎn)速、位置、角度等）來進(jìn)行動(dòng)作，一般用于執(zhí)行機(jī) 構(gòu)。

一、傳感器的不同：

直流無刷電機(jī)(BLDC)：位置傳感器，如霍爾等；

永磁同步電機(jī)(PMSM)：速度和位置傳感器，如旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器等；

二、反電勢(shì)波形不同：

BLDC ：近似梯形波（理想狀態(tài)）；

PMSM ：正弦波（理想狀態(tài))

三、三相電流波形不同：

BLDC ：近似方波或梯形波（理想狀態(tài)）；

PMSM ：正弦波（理想狀態(tài))

四、控制系統(tǒng)的區(qū)別：

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

PMSM：不同控制策略的會(huì)有不同的控制系統(tǒng)；

五、設(shè)計(jì)的原理與方法上的區(qū)別：

BLDC：盡量拓寬反電勢(shì)波形的寬度（使之近似為梯行波）；

PMSM：使反電勢(shì)接近與正弦波；

體現(xiàn)在設(shè)計(jì)上主要是定子繞組、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)（如極弧系數(shù)）上的區(qū)別。