BLDC原理与驱动
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AC Motor DC Motor
Linear
Induction Motor
Single Phase Three Phase
Synchronous Motor
Universal Motor
# note
PM Motor
PMSM(BLDC, BLAC) 1. PMSM : Permanent Magnet Synchronous Motor SRM 2. BLDC : Brushless DC SynRm 3. BLAC : Brushless AC
项目 120 度矩形波驱动 180 度正弦波驱动 ○没有考虑到电压波形. ○电压波形为正弦波。 仅大小. ○重复动作（上 off 时为下 on） ○Torque 不必要的情况： ○各种 PWM 在上下非相辅动作上可以 ・2 相变频/3 相变频 ○4 个的变频方式 ・先变频/长变频 上 PWM,下 PWM, 后面 60 度 PWM, 前面 60 度 PWM 1相 L的2倍 1 相 L 的 1.5 倍 間引 き 有 り mode 2 相 PWM：carry Carrier 周波数 間引き無し mode：Carrier 周波数×２ ○[(PWM pulse 数-4）次为止 可能减 少] ○ ○ 连续量（例如每 1 度） 电流 0 位相規準 电流连续量（d-q 模式分析）
Maximum speed
Sensing
7
直流变频的种类-波形与力矩
120°rectangule drive control 180°sinusoidal drive control
Back EMF of U phase
Motor current of U phase
Back EMF of U phase
BLDC MOTOR 原理与驱动
2007.11.16
CONTENT CONTENT
一、MOTOR的种类
二、BLDCM的构造
三、直流变频的种类
四、BLDC120度驱动原理
五、BLDCM在空调中的应用
2
Category of BLDC Motor Category of DC Motor
Motor
Rotate
Ferrite (4EA)
Ferrite (6EA)
6
直流变频的种类-特点
120度：方波/矩形波/梯形波 180度：正弦波/矢量控制
Rectangular(120deg) / Sinusoidal Currents(180deg)
Rectangular (120deg) Sinusoidal (180deg)
Outer Rotor Type
Magnet
Shaft
4
Structure of BLDC BLDCMotor Motor Structure of 2 [2]
Winding 绕制
集中卷 (Concentrated winding)
分布卷 (Distributed winding)
5
Structure of BLDC BLDCMotor Motor Structure of 3 [3]
Synthesis of torque of 3 phases
angle 60°
Torque electrical fluctuation
8
Synthesis of torque of 3 phases
Torque fluctuation＝0
直流变频的种类-驱动方式比较
表 2-1-1 120 度矩形波驱动和 180 度正弦波驱动方式的比较
Motor current of U phase
electrical an来自百度文库le120°
Torque of each phase
electrical angle180°
Torque of each phase
V Phase U Phase W Phase
V Phase U Phase W Phase
4. SRM : Switched Reluctance Motor 5. SynRm : Synchronous Reluctance Motor 3
Structureof ofBLDC BLDC Motor Structure Motor 1 [1]
Inner Rotor Type
Rotor Stator Coil
Current waveforms
Efficiency
Low
High (1~2% ↑)
Noise
Position detecting algorithm Processor
High
Easy to implement -Back EMF (open phase voltages) -Low resolution of rotor position : 60deg Micom (16bit) Low (80~90Hz) -Small flux weakening -Maximum current lead angle : 10~15deg -Voltage control Motor voltage (open phase)
Low (2~3dB(A) ↓)
Complex to implement -Estimator (voltages & currents) -High resolution of rotor position : 3 ~ 32deg DSP / Micom(DSP function) High (120~130Hz) -Large flux weakening -Current lead angle: not limited -Current control (torque control) Motor current -3 current sensor (Shunt resistor) -Single current sensor (DC Link)
IPM 构造
Magnet 分布
IPM Rotor (Interior Permanent Magnet)
Daikin
三洋
Nd (4EA) 三菱/松下
Nd (8EA) 東芝
SPM (Surfacemounted Permanent Magnet)
Ferrite (8EA) 日立/Sharp
Ferrite (4EA) 松下/LG/SS
Linear
Induction Motor
Single Phase Three Phase
Synchronous Motor
Universal Motor
# note
PM Motor
PMSM(BLDC, BLAC) 1. PMSM : Permanent Magnet Synchronous Motor SRM 2. BLDC : Brushless DC SynRm 3. BLAC : Brushless AC
项目 120 度矩形波驱动 180 度正弦波驱动 ○没有考虑到电压波形. ○电压波形为正弦波。 仅大小. ○重复动作（上 off 时为下 on） ○Torque 不必要的情况： ○各种 PWM 在上下非相辅动作上可以 ・2 相变频/3 相变频 ○4 个的变频方式 ・先变频/长变频 上 PWM,下 PWM, 后面 60 度 PWM, 前面 60 度 PWM 1相 L的2倍 1 相 L 的 1.5 倍 間引 き 有 り mode 2 相 PWM：carry Carrier 周波数 間引き無し mode：Carrier 周波数×２ ○[(PWM pulse 数-4）次为止 可能减 少] ○ ○ 连续量（例如每 1 度） 电流 0 位相規準 电流连续量（d-q 模式分析）
Maximum speed
Sensing
7
直流变频的种类-波形与力矩
120°rectangule drive control 180°sinusoidal drive control
Back EMF of U phase
Motor current of U phase
Back EMF of U phase
BLDC MOTOR 原理与驱动
2007.11.16
CONTENT CONTENT
一、MOTOR的种类
二、BLDCM的构造
三、直流变频的种类
四、BLDC120度驱动原理
五、BLDCM在空调中的应用
2
Category of BLDC Motor Category of DC Motor
Motor
Rotate
Ferrite (4EA)
Ferrite (6EA)
6
直流变频的种类-特点
120度：方波/矩形波/梯形波 180度：正弦波/矢量控制
Rectangular(120deg) / Sinusoidal Currents(180deg)
Rectangular (120deg) Sinusoidal (180deg)
Outer Rotor Type
Magnet
Shaft
4
Structure of BLDC BLDCMotor Motor Structure of 2 [2]
Winding 绕制
集中卷 (Concentrated winding)
分布卷 (Distributed winding)
5
Structure of BLDC BLDCMotor Motor Structure of 3 [3]
Synthesis of torque of 3 phases
angle 60°
Torque electrical fluctuation
8
Synthesis of torque of 3 phases
Torque fluctuation＝0
直流变频的种类-驱动方式比较
表 2-1-1 120 度矩形波驱动和 180 度正弦波驱动方式的比较
Motor current of U phase
electrical an来自百度文库le120°
Torque of each phase
electrical angle180°
Torque of each phase
V Phase U Phase W Phase
V Phase U Phase W Phase
4. SRM : Switched Reluctance Motor 5. SynRm : Synchronous Reluctance Motor 3
Structureof ofBLDC BLDC Motor Structure Motor 1 [1]
Inner Rotor Type
Rotor Stator Coil
Current waveforms
Efficiency
Low
High (1~2% ↑)
Noise
Position detecting algorithm Processor
High
Easy to implement -Back EMF (open phase voltages) -Low resolution of rotor position : 60deg Micom (16bit) Low (80~90Hz) -Small flux weakening -Maximum current lead angle : 10~15deg -Voltage control Motor voltage (open phase)
Low (2~3dB(A) ↓)
Complex to implement -Estimator (voltages & currents) -High resolution of rotor position : 3 ~ 32deg DSP / Micom(DSP function) High (120~130Hz) -Large flux weakening -Current lead angle: not limited -Current control (torque control) Motor current -3 current sensor (Shunt resistor) -Single current sensor (DC Link)
IPM 构造
Magnet 分布
IPM Rotor (Interior Permanent Magnet)
Daikin
三洋
Nd (4EA) 三菱/松下
Nd (8EA) 東芝
SPM (Surfacemounted Permanent Magnet)
Ferrite (8EA) 日立/Sharp
Ferrite (4EA) 松下/LG/SS