关于BLDC和PMSM的区别
无刷电机其实可以分为无刷直流电机(BLDC,我们航模上都是用这种)和永磁同步电机(PMSM),结构大同小异,主要区别在于制造方式(线圈绕组方式)不同导致的一些特性差异(比如反电动势的波形)。
从上面分析的无刷电机模型其实可以看到,由于转子在磁场中只有6个稳定的状态,因此旋转过程其实是不平滑的,存在扭矩的抖动(没有通电的时候可以用手转一下无刷电机,会感受到这种“颗粒感”)。因此为了解决这个问题,从“硬件”和从“软件”出发有两个解决方案,这就衍生出了BLDC和PMSM的区别。
简单地说,BLDC由于反电动势接近梯形波,所以肯定是会有上面说的抖动问题的,但是转一圈抖6下太明显了,如果我增加电机槽、极对数(也就是磁铁对数),那以前是360度里面抖6下,现在变成120度里面抖6下,甚至更小,这样“颗粒感”不就变得更小了嘛?实际中买到的BLDC电机基本都是多极对的(比如下图),原理跟之前的分析是一样的,出来的都是三相信号(图中的三根线),可以自己进行类推。BLDC也可以结合抗齿槽算法的FOC进行力矩补偿实现平滑控制。
而另一方面,为什么我们非得用方波这种不平滑的波来驱动电机呢,用正弦波它不香吗?是的,这就是PMSM解决问题的方式,由于PMSM的反电动势被设计为正弦波的形状,我们用软件和算法结合PWM技术将方波转变成等效的SPWM正弦波或者SVPWM马鞍波,再来驱动电机,结果美滋滋,控制效果很理想。当然为了产生更好的波形、更好的旋转磁场,驱动器、控制算法就变得非常复杂,这也是FOC的实现原理
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