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和直流電動機和異步電動機相比較,無刷直流電動機的關鍵技術特征是:
1、經電子控制獲得類似直流電動機的運行特性,有較好的可控性,寬調速范圍。
2、需要轉子位置反饋信息和電子多相逆變驅動器。
3、本質上是交流電動機,由于沒有電刷和換向器的火花、磨損問題,可工作于高速,可得到較高的可靠性,工作壽命長,無需經常維護。
4、無刷直流電動機功率因數高,轉子無損耗和發熱,有較高的效率:有資料對比,7.5kw異步電動機效率為86.4%,同容量的無刷直流電動機效率可達92.4%。
5、必須有電子控制部分,總成本比直流電動機高。
在交流系統中應用的電動機主要有感應電動機和永磁同步性電動機兩種,其中永磁同步型電動機按工作原理不同,可分為正弦波反電勢的永磁同步電動機(PMSM)和具有方波反電勢的無刷直流電動機(BLDCM),由于工作原理的不同使得他們的驅動電流與控制方式可不一樣。
正弦型永磁同步電動機反電動勢是正弦形的,要使電動機產生平滑的轉矩,電動機繞組中流過的電流也必須是正弦型的,這就必須知道連續的轉子位置信號,逆變器才能據此給電動機提供正弦電壓或電流,因此,PMSM需要采用高分辨率的絕對位置編碼器或者旋轉變壓器,控制算法也較復雜。
無刷直流電動機反電動勢是梯形波的,電動機繞組只要輸入方波電流,轉矩就是平直的,因此,BLDCM不需要高分辨率的位置傳感器,反饋裝置簡單,控制算法也相對簡單。此外BLDCM梯形波的氣隙磁場比PMSM正弦波的氣隙磁場對鐵心的利用率要高;而且BLDCM比PMSM功率密度更高,單位體積輸出轉矩更大。所以永磁無刷直流電動機的應用和研究受到更為廣泛的重視。
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