无刷直流电机与开关磁阻电机进行比较有哪些不同点?

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开关磁阻电机的特点

开关磁阻电机的特点

开关磁阻电机的特点1.极高的功率密度:开关磁阻电机由于使用了细小的电磁线圈,可以在相对较小的体积内产生极高的输出功率。

这使得它成为在有限空间内需要高功率输出的应用中的理想选择,如汽车动力传动系统。

2.高效率:开关磁阻电机由于没有永磁体或励磁线圈,消除了传统电机中额外的能量损耗,因此具有较高的能量转换效率。

与传统的交流电机和直流电机相比,开关磁阻电机更加能够将输入的电能转换为机械能,减少了能量损耗。

3.简单的结构:开关磁阻电机由于没有复杂的磁路结构和励磁线圈,其结构非常简单。

这使得它易于制造、组装和维护,降低了制造成本。

4.较高的可靠性:开关磁阻电机的电磁绕组没有连续的电流流过,因此绕组的热量产生和温度升高较小。

这降低了电机因绕组过热而损坏的风险。

此外,开关磁阻电机结构简单,减少了故障和损坏的可能性。

5.良好的动态响应:开关磁阻电机的运行速度和转矩可以被快速地控制和调节。

由于电流的瞬时反向和转换较快的速度,开关磁阻电机具有更好的动态响应特性,因此适用于需要快速启动和停止、变速和定位控制的应用。

6.可逆性:开关磁阻电机具有可逆性,可以在正向和反向运行。

这使得它在需要频繁反向运动的应用中非常有用,如卷帘门、交通信号灯等。

7.无需永磁体:与传统的永磁电机相比,开关磁阻电机不需要使用昂贵的稀土永磁体。

这降低了电机的制造成本,并减少了对稀土资源的依赖。

8.低噪音和振动:开关磁阻电机由于没有永磁体和励磁线圈,减少了机械振动和磁噪音的产生。

因此,它是一种较为安静的电机,适用于对噪音和振动要求较高的应用中。

总结起来,开关磁阻电机具有高功率密度、高效率、简单的结构、较高的可靠性、良好的动态响应、可逆性、无需永磁体、低噪音和振动等特点。

这些特点使得开关磁阻电机在许多领域中成为一种非常有竞争力的电机选择。

对永磁无刷直流电机和开关磁阻电机的理解

对永磁无刷直流电机和开关磁阻电机的理解

对永磁无刷直流电机和开关磁阻电机的理解一、永磁无刷直流电动机(1)、简介直流电动机虽然起动和调速性能好,堵转转矩大,但是直流电动机具有电刷和换向器组成的机械换向装置,其间的滑动接触严重影响了电机的精度和可靠性,缩短电机寿命,需要经常维,产生的火花会引起无线电干扰,并且电刷换向装置又使直流电机变得结构复杂,工作噪声大。

在微电子技术、电力电子技术和电机控制技术日趋成熟的基础上,人们应用高性能永磁材料创造出了无接触式换向的直流电机,我们称之为永磁无刷直流电机。

(2)、基本结构永磁无刷直流电动机主要由永磁电动机本体、转子位置传感器和功率电子开关三部分组成。

直流电源通过电子开关向电动机定子绕组供电,由位置传感器检测电动机转子位置并发出电信号去控制功率电子开关的导通和关断,使电动机转动。

(3)、工作原理以下举一相导通星形三相三状态的例子说明。

一相导通星形三相三状态永磁无刷直流电动机三只光电位置传感器H1、H2、H3在空间对称均布,遮光圆盘与电机转子同轴安装,调整圆盘缺口与转子磁极的相对位置使缺口边沿位置与转子磁极的空间位置相对应。

缺口位置使光电传感器H1受光而输出高电平,功率开关管VT1导通,电流流入A相绕组,形成位于A相绕组轴线上的电枢磁动势Fa,Fa顺时针方向超前于转子磁动势Ff150°电角度。

Fa与Ff相互作用拖动转子顺时针旋转,当转子转过120°电角度时,与转子同轴安装的圆盘转到使光电传感器H2受光、H1遮光,功率开关管VT1关断、VT2导通,A相绕组断开,电流流入B相绕组,电流换相。

电枢磁动势变为Fb,Fb在顺时针方向继续领先转子磁势Ff150°电角度,两者相互作用,又驱动转子顺时针方向旋转。

当转子磁极转到240°时,电枢电流从B相换流到C相,产生的电磁转矩继续使电机转子旋转,直至重新回到起始位置,完成一个循环。

(4)、控制方法永磁无刷直流电动机的控制方法,按有无转子位置传感器,可分为有位置传感器控制和无位置传感器控制。

带你了解3种常见的电机

带你了解3种常见的电机

带你了解3种常见的电机电机的重要性不言而喻,现代生活离不开电,自然也离不开电机。

电机是传动以及控制系统中的重要组成部分,随着现代科学技术的发展,电机在实际应用中的重点已经开始从过去简单的传动向复杂的控制转移;尤其是对电机的速度、位置、转矩的精确控制。

下面我们将逐步介绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电机3种电机。

1. 力矩电机所谓的力矩电机是一种扁平型多极永磁直流电机。

其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数,以降低转矩脉动和转速脉动。

力矩电机有直流力矩电机和交流力矩电机两种。

其中,直流力矩电机的自感电抗很小,所以响应性很好;其输出力矩与输入电流成正比,与转子的速度和位置无关;它可以在接近堵转状态下直接和负载连接低速运行而不用齿轮减速,所以在负载的轴上能产生很高的力矩对惯性比,并能消除由于使用减速齿轮而产生的系统误差。

交流力矩电机又可以分为同步和异步两种,目前常用的是鼠笼型异步力矩电机,它具有低转速和大力矩的特点。

一般地,在纺织工业中经常使用交流力矩电机,其工作原理和结构和单相异步电机的相同,但是由于鼠笼型转子的电阻较大,所以其机械特性较软。

2 开关磁阻电机开关磁阻电机是一种新型调速电机,结构极其简单且坚固,成本低,调速性能优异,是传统控制电机强有力竞争者,具有强大的市场潜力。

但目前也存在转矩脉动、运行噪声和振动大等问题,需要一定时间去优化改良以适应实际的市场应用。

5. 无刷直流电机无刷直流电机(BLDCM)是在有刷直流电机的基础上发展来的,但它的驱动电流是不折不扣的交流;无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机。

一般地,无刷电机的驱动电流有两种,一种是梯形波(一般是“方波”),另一种是正弦波。

有时候把前一种叫直流无刷电机,后一种叫交流伺服电机,确切地讲也是交流伺服电机的一种。

无刷直流电机为了减少转动惯量,通常采用“细长”的结构。

无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多,相应的转动惯量可以减少40%—50%左右。

无刷直流电动机与永磁同步电动机的结构和性能比较

无刷直流电动机与永磁同步电动机的结构和性能比较

无刷直流电动机与永磁同步电动机的结构和性能比较1.在电动机结构与设计方面这两种电动机的基本结构相同,有永磁转子和与交流电动机类似的定子结构。

但永磁同步电动机要求有一个正弦的反电动势波形,所以在设计上有不同的考虑。

它的转子设计努力获得正弦的气隙磁通密度分布波形。

而无刷直流电机需要有梯形反电动势波,所以转子通常按等气隙磁通密度设计。

绕组设计方面进行同样目的的配合。

此外,BLDC控制希望有一个低电感的绕组,减低负载时引起的转速下降,所以通常采用磁片表贴式转子结构。

内置式永磁(IPM)转子电动机不太适合无刷直流电动机控制,因为它的电感偏高。

IPM结构常常用于永磁同步电动机,和表面安装转子结构相比,可使电动机增加约15%的转矩。

2.转矩波动两种电动机性能最引人关注的是在转矩平稳性上的差异。

运行时的转矩波动由许多不同因素造成,首先是齿槽转矩的存在。

已研究出多种卓有成效的齿槽转矩最小化设计措施。

例如定子斜槽或转子磁极斜极可使齿槽转矩降低到额定转矩的1%~2%以下。

原则上,永磁同步电动机和无刷直流电动机的齿槽转矩没有太大区别。

其他原因的转矩波动本质上是独立于齿槽转矩的,没有齿槽转矩时也可能存在。

如前所述,由于永磁同步电动机和无刷直流电动机相电流波形的不同,为了产生恒定转矩,永磁同步电动机需要正弦波电流,而无刷直流电动机需要矩形波电流。

但是,永磁同步电动机需要的正弦波电流是可能实现的,而无刷直流电动机需要的矩形波电流是难以做到的。

因为无刷直流电动机绕组存在一定的电感,它妨碍了电流的快速变化。

无刷直流电动机的实际电流上升需要经历一段时间,电流从其最大值回到零也需要一定的时间。

因此,在绕组换相过程中,输入到无刷直流电动机的相电流是接近梯形的而不是矩形的。

每相反电动势梯形波平顶部分的宽度很难达到120°。

正是这种偏离导致无刷直流电机存在换相转矩波动。

在永磁同步电动机中驱动器换相转矩波动几乎是没有的,它的转矩纹波主要是电流纹波造成的。

用于电动汽车的7种类型电机介绍

用于电动汽车的7种类型电机介绍

用于电动汽车的7种类型电机介绍电动汽车可以采用7种类型的电机,它们是什么?分别具有什么特点?本视频将给出答案。

用于电动汽车的电机有7种类型,分别是:有刷直流电机、无刷直流电机、永磁同步电机、感应电机、开关磁阻电机、同步磁阻电机和轴向磁通无铁心永磁电机。

有刷直流电机是最简单的直流电机,它利用电刷通过机械换向将电流传给电机绕组。

电枢或转子是电磁体,磁场是永磁体。

这种电机无需控制器来操作或改变速度,低速时能提供最大扭矩。

缺点是结构笨重、效率低、电刷会生热并导致效率低下,热量在转子中心而难以消除。

因此,有刷直流电机已不再用于电动汽车。

无刷直流电机带永磁体,因无换向器和电刷而被称为无刷。

它采用电子换向,免维护,具有起动转矩大、效率高达95%-98%的牵引特性,适合高功率密度设计。

这种牵引特性使无刷直流电机在电动汽车中应用广泛,适用于最大功率60千瓦的小型汽车。

缺点是恒功率范围有限、扭矩随速度增大而减小、永磁体导致成本高昂。

丰田普锐斯就采用了无刷直流电机。

永磁同步电机的转子上有永磁体,它具有高功率密度和高效率的牵引特性,可用于更高的额定功率,因而比其他电机昂贵。

这种电机能在不同的速度范围内工作,无需齿轮系统。

它高效紧凑,适合轮毂应用,低速时也具有高扭矩。

缺点是在轮毂中高速运行时铁耗严重。

目前永磁同步电机多用于混动和电动汽车,如雪佛兰Bolt、福特Focus、日产Leaf和宝马i3。

感应电机不像直流电机那样能在固定电压和固定频率下产生高起动转矩。

但这可以利用各种控制方法来改变,如矢量控制或磁场定向控制。

利用这些控制方法,可以在电机起动时获得满足牵引所需的最大扭矩。

鼠笼式感应电机维修少、使用寿命长,设计效率可达92%-95%。

缺点是需要复杂的逆变电路,电机控制困难。

由于成本低,感应电机成为高性能电动汽车的首选。

特斯拉ModelS就是证明感应电机性能高的最好例子。

丰田RA V4 和通用EV1 也使用了这种电机。

开关磁阻电机是具有双重显著性的一类可变磁阻电机,结构简单坚固,转子是一块无绕组或永磁体的叠压钢片。

用于电动汽车的7种类型电机介绍

用于电动汽车的7种类型电机介绍

用于电动汽车的7种类型电机介绍电动汽车是一种以电动机为动力的汽车,相较于传统的内燃机汽车,电动汽车具有环保、节能和高效等优势。

电动汽车可根据所采用的电机类型的不同,分为直流电机(DC motor)和交流电机(AC motor)两大类。

在这两大类电动机中,分别有多种类型的电机适用于电动汽车。

以下是用于电动汽车的7种类型电机的介绍。

1. 永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)永磁同步电机是一种常用于电动汽车的电机类型。

其特点是具有高效率、高功率密度、高转速范围等优势。

永磁同步电机由永磁体和定子线圈组成,通过永磁和电磁场的相互作用来产生转矩和驱动车辆。

此外,永磁同步电机的转矩-转速特性较宽,使得它适用于多种驱动需求。

2. 交流异步电机(Asynchronous Motor)交流异步电机又称感应电机,是一种常用的电动汽车电机类型。

其特点是结构简单、成本较低、可靠性高等。

交流异步电机由转子和定子两部分组成,通过转子电流和定子电流之间的相对滑差产生转矩和驱动车辆。

由于交流异步电机的可控性较差,一般需要通过变频器等辅助设备来调节速度和转矩。

3. 刷直流电机(Brushed DC Motor)刷直流电机是一种传统的电机类型,其结构简单、成本低廉。

刷直流电机由永磁体和集电刷等部件组成。

它通过将直流电能转化为机械能来驱动车辆。

刷直流电机具有响应快、启动转矩大等特点,但同时也存在集电刷磨损严重、噪音大等缺点。

4. 无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDC)无刷直流电机是刷直流电机的一种改进型。

与刷直流电机相比,无刷直流电机的集电刷被永磁体替代,因此无刷直流电机具有更高的效率和可靠性。

无刷直流电机通过在定子上进行交替换相来产生转矩和驱动车辆。

无刷直流电机在电动汽车中广泛应用,尤其适合于对续航里程和动力性要求较高的车辆。

5. 齿轮电机(Gear Motor)齿轮电机是一种将电能转化为机械能的电机类型。

直流无刷和有刷电机优缺点对比

直流无刷和有刷电机优缺点对比

直流无刷和有刷电机优缺点对比直流无刷电机的原理是在有刷电机的基础上开发和演变的。

在未来的一段时间里将是有刷的替代品随着世界各地发起的保护地球的口号有刷终终究会被无刷所取代。

无刷直流电机的基本原理去掉了碳刷用电子元器件代替。

用电子元器件的开关特性取代机械碳刷使换向变得无机械接触。

无刷相对有刷的电机来说有如下优点一、运行声音小这将是我们这个文明社会必将行进的方向。

另何工具它都要求降低噪声来保护我们的声音环境。

现在最关键的是用在一些需要安静的地方如医院、银行、机场学校等等安静的场所。

二、无火花在一些场合就可以大显身手了有一些易燃易爆的地方。

三、寿命长因为它用控制器代替了换向器和碳刷是有刷电机的几倍甚至十几倍。

碳刷的寿命是有一定的限度的比如一千个小时碳刷就会磨损殆尽只能更换电刷可是更换电机。

四、速度高因为采用了磁场感应没有实质的接触速度可以做的更快。

有了这么多的优点但是也有不好的地方一、造价高控制器的成本增加至少百元拿微电机来说。

原来的换向器和碳刷的成本要低的多。

二、如果使用的环境是在高磁场的地方或曾经接触或和高磁场很近电机将失去作用。

因为电机本身的转子部件是磁体所作是经过充磁才有磁性的经过高磁场将改变转子的磁场或是消掉了部分的磁性电机都将不能正常工作。

再给你补全一点 1 有位置传感器控制方式优点①因为有霍尔位置传感器所以电机换相准确转子位置检测的准确度不受电机转速的影响②不需要外加的转子位置检测电路硬件电路简单③电机换相控制编程简单不需要处理滤波延迟等问题。

缺点①增大了电机的体积。

安装了位置传感器后一方面电机结构变复杂了另一方面电机的体积相对来说变大了妨碍了电机的小型化②增加了电机成本。

容量在数百瓦以下的小容量方波型无刷直流电机常用的霍尔位置传感器的成本相对于电机本体来说所占比例比较大③传感器的输出信号易受到干扰。

传感器的输出信号都是弱电信号在高温、冷冻、湿度大、有腐蚀物质、空气污浊等工作环境及振动、高速运行等工作条件下都会降低传感器的可靠性。

各种电机优缺点

各种电机优缺点

1.异步电机驱动系统
异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠,低转矩脉动,低噪声,不需要位置传感器,转速极限高。
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异步电机矢量控制调速技术比较成熟,使得异步电机驱动系统具有明显的优势,因此被较早应用于电动汽车的驱动系统,目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品,但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。
表面凸出式永磁同步电机也称为永磁转矩电机,相对内置式永磁同步电机而言,其弱磁调速范围小,功率密度低。该结构电机动态响应快,并可望得到低转矩脉动,适合用作汽车的电子伺服驱动,如汽车电子动力方向盘的伺服电机。
无位置传感器永磁同步电机驱动系统也是当前永磁同步电机驱动系统研究的一个热点,将成为永磁同步电机驱动系统的发展趋势之一,具有潜在的竞争优势。
内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩,磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度,而且易于弱磁调速,扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入,该机结构灵活,设计自由度大,有望得到高性能,适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。这些引起了各大汽车公司同行们的关注,特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。当前,美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电机。
开关磁阻电机:优点是在低速时具有较大的转矩,缺点是低速振动大、噪声大、效率偏低,能量回馈差,应用很少。
永磁同步电机:优点是具有较高的效率,能量回馈好,缺点是低速时转矩无法提升,有失步问题,应用很少。
无刷直流电机:优点是:①电机外特性好,非常符合电动车辆的负载特性,尤其是电机具有可贵的低速大转矩特性,能够提供大的起动转矩,满足车辆的加速要求。②速度范围宽,电机可以在低中高大速度范围内运行,而有刷电机由于受机械换向的影响,电机只能在中低速下运行。③电机效率高,尤其是在轻载车况下,电机仍能保持较高的效率,这对珍贵的电池能量是很重要的。④过载能力强,这种电机比Y系列电动机可提高过载能力2倍以上,满足车辆的突起堵转需要。⑤再生制动效果好,因电机转子具有很高的永久磁场,在汽车下坡或制动时电机可完全进入发电机状态,给电池充电,同时起到电制动作用,减轻机械刹车负担。⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。⑦电机无机械换向器,采用全封闭式结构,防止尘土进入电机内部,可靠性高。⑧电机控制系统比异步电机简单。缺点是电机本身比交流电机复杂,控制器比有刷直流电机复杂。

开关磁阻电机的特性及在家电业的应用

开关磁阻电机的特性及在家电业的应用

开关磁阻电机的特性及在家电业的应用吴建华浙江大学电机及其控制研究所,杭州310027摘要开关磁阻电机是一种新型高效调速驱动系统,可广泛应用于家用电器、通用工业和电动车驱动等各个领域。

本文阐述了开关磁阻电机的工作原理和特点,以及在家电行业的应用概况,并与变频调速电机作了比较。

关键词开关磁阻电机,变频电机,家用电器,应用1 概述开关磁阻电机是80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统,具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点,成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者,引起各国学者和企业界的广泛关注。

跨国电机公司Emerson电气公司还将开关磁阻电机视为其下世纪调速驱动系统的新的技术、经济增长点。

目前开关磁阻电机已广泛或开始应用于工业、航空业和家用电器等各个领域。

随着对开关磁阻电机认识的深入,其应用必将更为普遍。

本文简要介绍了开关磁阻电机的工作原理和特点,以及在家电业的应用概况。

2 工作原理和特点图1 开关磁阻电机的典型结构原理图图1所示是开关磁阻电机的典型结构原理图,电机为双凸极结构。

转子仅由叠片叠压而成,既无绕组也无永磁体;定子各极上绕有集中绕组,径向相对极的绕组串联,构成一相。

其工作原理遵循“磁阻最小原理”——磁通总是要沿磁阻最小的路径闭合,因磁场扭曲而产生磁阻性质的电磁转矩。

顺序给A-B-C-D相绕组通电,则转子便按逆时针方向连续转动起来。

当主开关管S1、S2导通时,A相绕组从直流电源V吸收电能;而当S1、S2关断时,绕组电流通过续流二极管D1、D2,将剩余能量回馈给电源V。

因此,开关磁阻电机具有再生的能力,系统效率高。

对开关磁阻电机的理论研究和实践证明,该系统具有许多显著的特点:(1)电机结构简单、坚固,制造工艺简单,成本低,可工作于极高转速;定子线圈嵌放容易,端部短而牢固,工作可靠,能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。

新能源汽车驱动电机分类及其特点

新能源汽车驱动电机分类及其特点

新能源汽车驱动电机分类及其特点1.根据结构和工作原理分类驱动电机按照工作电源种类可分为直流电机和交流电机。

按结构和工作原理可分为直流电机、异步电机、同步电机。

目前,在新能源汽车领域,常用的驱动电机有直流电机(DC Motor)、感应电机(IM)、直流无刷电机(BLDC)、永磁同步电机(PMSM)以及开关磁阻电机(SRM)等。

(1)直流电机。

在电动汽车发展的早期,很多电动汽车都是采用直流电机方案。

主要是看中了直流电机的产品成熟,控制方式容易,调速优良的特点。

但由于直流电机本身的短板非常突出,其自身复杂的机械结构(电刷和机械换向器等),制约了它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高;而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会产生损耗,提高了维护成本。

此外,电机运转时的电刷火花会使转子发热,浪费能量,散热困难,还会造成高频电磁干扰,这些因素都会影响整车性能。

由于直流电机的缺点非常突出,目前的电动汽车已经将直流电机淘汰。

(2)交流异步电机。

交流异步电机是目前工业中应用十分广泛的一类电机,其特点是定、转子由硅钢片叠压而成,两端用铝盖封装,定、转子之间没有相互接触的机械部件,结构简单,运行可靠耐用,维修方便。

交流异步电机与同功率的直流电机相比效率更高,质量约轻了1/2。

如果采用矢量控制的控制方式,可以获得与直流电机相媲美的可控性和更宽的调速范围。

由于有着效率高、比功率较大、适合于高速运转等优势,交流异步电机是目前大功率电动汽车上应用较广的电机。

但在高速运转的情况下电机的转子发热严重,工作时要保证电机冷却,同时交流异步电机的驱动、控制系统很复杂,电机本体的成本也偏高,另外,运行时还需要变频器提供额外的无功功率来建立磁场,故相与永磁电机和开关磁阻电机相比,交流异步电机的效率和功率密度偏低,不是能效化的选择。

汽车一般以一定的高速持续行驶,所以能够让高速运转而且在高速时有较高效率的交流异步电机得到广泛应用。

(3)永磁同步电机。

永磁直流无刷电机和永磁同步电机

永磁直流无刷电机和永磁同步电机

永磁直流无刷电机和永磁同步电机1. 引言说到电机,很多人可能觉得这就是个硬邦邦的技术话题,其实啊,电机就像我们生活中的小助手,默默为我们的日常服务。

今天,我们就来聊聊两种电机:永磁直流无刷电机(BLDC)和永磁同步电机(PMSM)。

它们都是以“永磁”命名,听起来是不是很高大上?实际上,这两位“电机明星”各有千秋,各有自己的粉丝群体,来,咱们一起深入了解一下它们的故事。

2. 永磁直流无刷电机(BLDC)2.1 什么是BLDC?首先,永磁直流无刷电机就像是一位现代的“高科技小伙”,它的无刷设计让它比传统的有刷电机更加出色。

大家知道,电机里有刷子,像是老古董,容易磨损,还得频繁换,真是让人烦。

可是BLDC就不同了,它彻底告别了刷子,效率高得惊人,使用寿命也大大延长。

听说,有的人用了好几年都没出毛病,简直就像是电机界的“长青树”!2.2 BLDC的应用场景说到应用,BLDC可不是个闲人,简直可以说是无处不在。

无论是电动车、空调,还是咱们常见的吸尘器,甚至是智能手机里的马达,BLDC都有一席之地。

试想一下,当你在炎热的夏天打开空调,清凉的风吹来,那可都是BLDC在默默工作呢!而且,它运行的时候安静得就像小猫咪,让你在家里享受宁静时光。

3. 永磁同步电机(PMSM)3.1 PMSM的特性再来说说永磁同步电机,PMSM也不甘示弱。

它像是一位稳重的绅士,拥有极高的扭矩密度和出色的控制性能。

这位绅士可是电机界的“技术流”,使用的是同步原理,能在各类负载下稳定工作,简直是个全能选手。

很多时候,PMSM被广泛应用在工业领域,比如数控机床、自动化设备等。

它的表现就像一位经验丰富的老手,踏实稳重,给人一种值得信赖的感觉。

3.2 PMSM的优缺点当然,PMSM也有自己的小脾气。

相比BLDC,它的制造成本稍高,毕竟技术含量在那里。

不过,物有所值,使用寿命和运行效率可都是杠杠的,能让你省不少电费呢!这就好比买了个高档手机,虽然贵,但它的性能和体验真心让人满意。

开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析

开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析

开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析近年来,开关磁阻电机逐渐走进了市场,因为该电机具有其他电机没有的优势,所以逐渐成为了市场未来发展的主要方向,目前已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域。

那么开关磁阻电机的优势到底是什么呢?让我们一起来了解一下吧!开关磁阻电机调速系统是以现代电力电子与微机控制技术为基础的机电一体化产品。

它是由开关磁阻电动机和微机智能控制器两部分组成,其特点是效率高、节能效果好、调速范围广,无冲击起动电流,起动转矩大,控制灵活等特点。

1998年,我国把发展电动机调速节能和电力电子节电技术纳入《中华人民共和国节能法》中,国家发改委“电动机节能计划”明确提出:提高电动机15-20%的效率,实现节电1000亿kWh/年。

因此,该种电机被广泛用于运输车辆驱动、龙门刨、锻压设备等需要重载起动,频繁启动,正反转的场合。

近几年,随着电机节能理念的逐渐深入,开关磁阻电机由于具有以下的特点,其正在应用于各种场合。

开关磁阻电机调速系统的特点:一、效率高,节能效果好。

经过测试,其整体效率比交流异步电动机变频调速系统至少高3%以上,低速下能提高至少10%,与直流调速、串级调速、电磁调速等比较,节电效果更明显。

二、起动转矩大,适合重载起动和负载变化明显且频繁启动的场合。

测试发现其启动转矩达额定转矩的150%时,起动电流仅为额定电流的30%,优势非常明显三、调速范围广。

开关磁阻电机可以在低速下长期运行,由于效率高,在低速下的温升程度比额定工况时要低,解决了变频调速电机低速运行时电动机发热问题,还可以根据实际灵活设置最高转速。

四、可频繁正、反转起动停止,系统调控性好,制动性好,能实现再生制动,节电效果显著。

五、起动电流小,避免对电网的冲击。

开关磁阻电机具有软启动特性,没有普通交流电动机起动电流大于5-7倍额定电流的现象。

六、功率因数高,不需增加无功补偿装置,测试发现,开关磁阻电机系统在空载和满载时的功率因数均大于0.98 。

电动汽车电机种类

电动汽车电机种类

由于国家对环保的大力宣传,人们的环保意识不断提高,针对环境污染较为严重的尾气排放问题,汽车行业研发出了电动汽车,减少尾气排放。

但是,作为电动汽车,汽车的电机就显得格外重要。

下面就给大家介绍一下电动汽车的电机有哪些种类。

电动汽车电机主要有直流电机、感应电机、永磁无刷电机以及开关磁阻电机等。

1. 直流电机早期开发的电动汽车多采用直流电机,其控制装置简单,成本低。

电动汽车最常采用的是他励直流电机和串励直流电机。

但由于直流电机存在换向器和电刷,它们之间有机械磨损,需要定期维护。

换向器和电刷之间的机械损耗、接触损耗以及电损耗使得直流电机的效率较低。

直流电机在现代高性能电动汽车上的应用正在较少,但仍有一些电动汽车在应用,例如,东京大学UOT电动汽车,马自达公司BANGO电动汽车,意大利菲亚特公司900E/E2电动汽车,我国的陆骏电动汽车。

2. 永磁无刷电机永磁无刷电机可分为两类:一类是具有正弦波电流的永磁同步电机,另一类是具有矩形脉冲波电流的无刷直流电机。

两种电机,转子都是永久磁体,电机转子不需要电刷和励磁绕组,通过定子绕组换相产生旋转转矩。

永磁无刷电机可靠性高,输出功率大,与相同转速的其他电机相比具有体积小,质量轻,便于维修,高效率,高功率因数等特点。

由于转子没有励磁绕组,无铜耗,磁通小,在低负荷时铁耗很小,因此,永磁无刷电机具有高的“功率/质量”比,可以高速运转,同时由于没有转子的磨损且定子绕组是主要的发热源,易于冷却。

转子电磁时间常数小,电机动态特性好,极限转速和制动性能都由于其他类型电机。

但永磁无刷电机的功率范围较小,一般最大功率为几十千瓦,同事在高温、振动和过高电流作用下,会发生磁性衰退现象,降低永磁无刷电机的性能。

内嵌永磁体无刷直流电机是一种新型的无刷电机,这种电机在转子铁芯上开有与极数相同的燕尾槽,将永磁体嵌入其内,永磁体与相邻的铁芯凸极构成一个磁极,这种电机同时具备无刷直流电机和串励直流电机的特性。

开关磁阻电动机工作原理

开关磁阻电动机工作原理

开关磁阻电动机:神奇的电动机原理及应用开关磁阻电动机是一种新颖的电动机,其运行原理相对于普通电动机有所不同。

本文将为大家深入解析开关磁阻电动机的工作原理、应用以及优缺点。

一、开关磁阻电动机的工作原理
开关磁阻电动机主要由转子和定子两部分组成,其中定子上的绕组通过外部电源源源不断地向上浮动或向下倾斜,使得通过绕组的电流发生周期性变化,从而引起转子的磁极进行拟合。

在转子的磁极转向过程中,绕组会因电流变化导致磁通方向的突变,进而发生磁阻变化现象,使得磁通线在定子和转子之间相互拉扯、压缩。

当电流变化方向突然发生变化,磁通线将瞬时穿透转子并产生一定的转矩,这就使得转子得以转动。

此时,转子上的永磁体以及定子上的开关磁阻吸合一起,阻止了绕组内部电流的继续变化,磁阻的变动也暂时停止了。

二、开关磁阻电动机的应用
开关磁阻电动机具有启动时转矩大、低速高扭矩运行、免维护等优点,因此在需要高负载启动的直流驱动系统中广泛应用。

同时,由于开关磁阻电动机在运行过程中不需要电动机控制器对磁通进行转换,因此可以降低系统成本和运行维护费用。

三、开关磁阻电动机的优缺点
1.优点:开关磁阻电动机具有起动时转矩大、性能稳定、免维护、运行频率高等特点。

在低转速下,开关磁阻电动机的扭矩相对较大。

2.缺点:开关磁阻电动机的设计需要较高的技术要求,同时其性能会受到外界电磁干扰的影响;开关磁阻电动机的调速性能相对较差,调速精度难以达到高级别的要求。

综上所述,开关磁阻电动机具有独特的工作原理和优势特点,在一些特定应用场合中具有广泛的应用前景。

无刷电机有哪些优缺点

无刷电机有哪些优缺点

无刷电机有哪些优缺点无刷电机是一种采用电子换相控制的电机,相对于传统的刷式电机具有很多优点。

以下是无刷电机的主要优缺点以及其功能和用途。

无刷电机的优点:1.高效率:无刷电机由于没有摩擦产生的能量损失,因此具有较高的能量转换效率。

与传统的刷式电机相比,无刷电机的效率提高了15-20%。

2.高速度:无刷电机的转速较高,一般可以达到10,000-50,000转/分钟,具有较好的响应速度和控制性能。

3.高扭矩:无刷电机可以在较低的转速下产生更大的扭矩。

这使得无刷电机在一些需要大扭矩启动和低速运行的应用中具有优势。

4.高可靠性:无刷电机没有可磨损的机械刷子,减少了因刷子磨损而导致的故障和维护成本。

5.长寿命:由于没有机械刷子的磨损,无刷电机的寿命长,特别是在高速运行和恶劣环境条件下。

6.低噪音:由于没有机械刷子的摩擦,无刷电机的噪音较低。

7.小体积:无刷电机的结构简单,体积小,适用于小型设备和紧凑空间的应用。

8.优越的控制性能:无刷电机采用电子换相控制,可以实现精确的速度和扭矩控制,具有快速动态响应和高分辨率。

无刷电机的缺点:1.成本较高:无刷电机的制造成本较高,主要是由于电子换向器和传感器的加入。

2.复杂的控制:无刷电机需要电子换向器和传感器来实现控制,增加了系统的复杂性。

3.电磁干扰:无刷电机在运行时会产生电磁干扰,需要采取一些措施来减少干扰对其他设备的影响。

无刷电机的功能和用途:1.无刷直流电机(BLDC):这是最常见的无刷电机类型,用于许多应用,包括家电、工业机械、电动工具、机器人等。

2.无刷交流电机(BLAC):无刷交流电机通常使用三相电源,并具有高速和高功率输出的能力,广泛应用于电动汽车、风力发电机、压缩机、机械手臂等领域。

3. 无刷直线电机(BLDC Linear Motor):这是一种特殊的无刷电机,由于其直接驱动负载的直线运动,广泛应用于印刷、医疗设备、自动化设备。

4.无刷风扇:无刷电机的高效率和低噪音使其成为风扇领域的理想选择,广泛应用于计算机散热、空调、电风扇等。

控制电机考试复习题

控制电机考试复习题

第一章1. 在转速、电流双闭环系统中,速度调节器有哪些作用?其输出限幅值应按什么要求来调整?电流调节器有哪些作用?其输出限幅值应如何调整?答:速度调节器用于对电机转速进行控制,以保障:①调速精度,做到静态无差;②机械特性硬,满足负载要求。

速度调节器输出限幅值应按调速系统允许最大电流来调整,以确保系统运行安全(过电流保护)电流调节器实现对电流的控制,以保障:①精确满足负载转矩大小要求(通过电流控制);②调速的快速动态特性(转矩的快速响应)。

电流调节器的输出限幅作为可控整流器晶闸管的移相触发电压,其限幅值决定了触发角的移相范围,故应按αmin ―αmax 来调整。

2.在转速、电流双闭环调速系统中,出现电网电压波动与负载扰动时,各是哪个调节器起主要调节作用?答:(1) 电网电压波动:影响整流电压Ud ,整流电流Id,反映到控制信号即ufi,它从电流环介入,故电流调节器起主要作用。

(2)负载扰动:负载TL的变化将影响转矩平衡关系,继而影响转速ωr,n,反映到控制信号即ufn,它从速度环介入,故速度调节器起主要作用3. 双闭环调速系统正常工作时,调节什么参数可以改变电动机转速?如果速度闭环的转速反馈线突然断掉,会发生什么现象?电动机还能否调速?答:〔1〕双闭环调速系统正常工作时,只有调节速度给定信号ug才可以改变电动机转速。

而改变速度调节器的参数〔如比例系数,积分时间常数〕均无作用,改变负载大小也不能影响转速,因为是速度闭环系统,不管负载大小均速度无差。

〔2〕转速反馈线突然断掉时,ufn=0,使△un=ug-ufn=ug很大,速度调节器饱各限幅输出,调速系统以最大电流、最大转矩加速,直至电磁转矩与负载转矩、阻尼转矩相平衡,到达最高转速而恒定,故电动机不可调速。

5. 在直流可逆调速系统中,主回路为何需要双桥反并联?答: 在直流可逆系统中,要求电磁转矩具有两种方向,以实现四象限运行。

单桥只能提供单一方向电枢电流→产生单一方向电磁转矩;双桥反并联才能提供两个方向电枢电流,产生两个方向电磁转矩,构成可逆系统主电路。

无刷直流电机与永磁同步电机的运行控制比较-精选文档

无刷直流电机与永磁同步电机的运行控制比较-精选文档














0
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120 180 240 300 360 420






0
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(4)H_pwm-L_on型调制方式
t t t t t t
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(5)L_pwm-H_pwm型调制方式
T1 T4 T1 T4
(6)on-on型调制方式
t t t t t t
无刷直流电机的基本控制系统
转矩闭环控制结构
依据转速控制弱磁角度
M ref
r
提前角 发生器=f ( )
提前角(=0时为不弱磁)
位置
PID
1 k2
I ref


调节器
同步/PWM 控 制
三相 逆变器
Ia
无刷直流 电动机
转矩闭环控制结构
依据转速和转矩控制弱磁角度
提前角
I phase
MAX ABS ( I a , I b )
1 0 1 2
1 0 1 2

iS

As
1 2 3 2 1 2
1 2 3 2 1 2
1 2 i A 3 2 i B TABC 2 3 1 iC 2
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无刷直流电机的相电流分析

永磁无刷直流电机与永磁同步电机区比较和分析

永磁无刷直流电机与永磁同步电机区比较和分析

用的材料大体都一样,主要是设计上的不同.一般无刷直流电机设计的时候,气隙磁场是方波的(梯形波)而且平顶的部分越平越好,因此在极对数选择上一般选取整数槽集中绕组例如4极12槽,并且磁钢一般是同心的扇形环,径向冲磁. 并且一般装Hall传感器来检测位置和速度,驱动方式一般是六步方波驱动,用于位置要求不是很高的场合;而永磁同步是正弦波气隙, 越正弦越好,因此极对数上选择分数槽绕组,如4极15槽,10极12槽等,磁钢一般是面包形,平行充磁, 传感器一般配置增量型编码器,旋转变压器,绝对编码器等.驱动i方式一般采用正弦波驱动,如FOC算法等.用于伺服场合.你可以从内部结构, 传感器, 驱动器,以及应用场合判别.这种电机也可以互换使用,不过会使性能下降.对于大多数气隙波形介于两者之间永磁电机,主要看驱动方式.无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢,经过磁路设计,可以获得梯形波的气隙磁密,定子绕组多采用集中整距绕组,因此感应反电动势也是梯形波的。

无刷直流电机的控制需要位置信息反馈,必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术,构成自控式的调速系统。

控制时各相电流也尽量控制成方波,逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。

本质上,无刷直流电动机也是一种永磁同步电动机,调速实际也属于变压变频调速范畴。

通常说的永磁同步电动机具有定子三相分布绕组和永磁转子,在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦,外加的定子电压和电流也应为正弦波,一般靠交流变压变频器提供。

永磁同步电机控制系统常采用自控式,也需要位置反馈信息,可以采用矢量控制(磁场定向控制)或直接转矩控制的先进控制策略。

两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。

最后纠正一个概念,“直流变频”实际上是交流变频,只不过控制对象通常称之为“无刷直流电机”我的理解中,应该说BLDC和PMSM的差别真的难说,有时候取决于应用了。

传统的说法是他们的反电动势不同,BLDC接近于方波,PMSM接近于正弦波。

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无刷直流电机与开关磁阻电机进行比较有哪些不同点?
无刷直流电机与开关磁阻电机进行比较,他们主要有以下几点不同:
1.无刷直流电机转子上嵌有高性能永磁材料,产生用于电机做工的主磁场,电机运转时不用从电网中吸收电能励磁,而开关磁阻电机转子上没有永磁体,电机需要从电网中吸收电能励磁,产生主磁场,造成能量消耗,因而无刷直流电机节能效果好。

2.无刷直流电机定子采用多槽结构,转子磁场与转子磁场几乎同步运转,电机运转平稳性好,震动小;开关磁阻电机定转子均开有少数的齿槽,电机转动时齿槽效应较大,电机震动较大、噪声大。

3.无刷直流电机永磁转子磁场强度高,在电机启动时很小的电流就能长生足够大的转矩,这是其它任何形式的电机所不能比拟的;开关磁阻电机的转矩来自于磁阻效应,起动转矩远不如无刷直流电机大。

4.因无刷直流电机转子上具有超强的磁场,在需要能量反馈的场合,如车辆新型刹车和下坡滑行时,该电动机马上变为发电机给电瓶充电,而不需要任何励磁电流,反馈性能优良;开关磁阻电机转子上既无磁钢又无可加励磁电流的线圈,只能靠磁阻效应发电,反馈性能很差。

5.开关磁阻电机转子既没有任何线圈或磁钢,电机本身的可靠性较高,电机成本较低。

综上所述无刷直流电机与开关磁阻电机相比具有以下特点:
☆电机转速平稳、振动小,增加系统可靠性。

☆系统效率提高20%以上,能使电网品质因数极大提高。

☆启动转矩大、启动电流小。

☆制动性能好,制动电流小。

☆回馈性能好,回馈线路简单。

☆成本较高、本身可靠性稍低。

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