隨著高性能永磁材料的問世和控制技術(shù)的提高,永磁電機在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,而直流無刷電機(BLDCM)和永磁同步電機(PMSM)更加高效和優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)成為眾多行業(yè)設(shè)備的選擇。為了使設(shè)備以最佳的性能工作,永磁電機制作商仍由許多問題需要克服。下面將對這兩種電機的現(xiàn)狀做個簡單分析。
BLDCM全稱為Brushless Direct
Current Motor,即無刷直流電機。
PMSM全稱為Permanent Magnet
Synchronous Motor,即永磁同步電機。
運動控制是目前眾多行業(yè)設(shè)備的需求,為了使這些設(shè)備能以最佳的性能工作,采用經(jīng)過改進的新型馬達控制技術(shù)是關(guān)鍵所在。能效的提高是趨勢所向,新技術(shù)同時還能帶來更多的優(yōu)勢,如實現(xiàn)更加平穩(wěn)的工作,大幅度降低噪聲水平。眾多制造商正在應(yīng)對這些挑戰(zhàn),馬達市場正在被更加高效的方案替代,如直流無刷(BLDC)和永磁同步電機(PMSM)。
關(guān)于BLDC電動機的研究現(xiàn)狀分析如下:
BLDC關(guān)于轉(zhuǎn)矩脈動分析
永磁無刷直流電動機與傳統(tǒng)有刷直流電動機相比,省去了機械換向器和電刷,其定子電流為方波,而且控制較簡單,但在低速運行時性能較差,主要是受轉(zhuǎn)矩脈動的影響。
引起轉(zhuǎn)矩脈動的因素很多, 主要有以下原因:
(1)電流換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動
采用重疊換相法可以抑制相電流換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動,另外通過選擇適當(dāng)?shù)碾姍C轉(zhuǎn)速來削弱換相轉(zhuǎn)矩脈動的影響。
(2)電樞反應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩脈動
適當(dāng)合理地增大氣隙可減弱這種原因造成的影響,設(shè)計電機時選擇瓦形或環(huán)形永磁體徑向勵磁結(jié)構(gòu),選擇磁路設(shè)計的時候,使電機盡量在空載時達到飽和,都可減弱這種影響。
(3)齒槽效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩脈動
常用的方法是合理地選擇極槽配合,如采用斜槽,或轉(zhuǎn)子采用斜極,另外還可適當(dāng)增大氣隙,采用分?jǐn)?shù)槽也有助于減少齒槽轉(zhuǎn)矩脈動,或者制造無槽電機也是一個新的方向。
(4)控制算法誤差引起的轉(zhuǎn)矩脈動
通過改進電流控制算法可以提高電流控制的精度, 以減小電流脈動從而降低轉(zhuǎn)矩脈動。但是,要實現(xiàn)更精確有效的電流控制方法,還需在實踐中進行更深入的探索和研究。
(5)機械加工因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動
在實際生產(chǎn)加工中,制造電機所用材料的不統(tǒng)一、轉(zhuǎn)子偏心、繞組不對稱等都會引起轉(zhuǎn)矩脈動,選擇高質(zhì)量材料,提高加工工藝水平都能有效地減弱機械加工因素造成的影響。
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