Технические характеристики бесщеточных двигателей постоянного тока

По сравнению с двигателями постоянного тока и асинхронными двигателями ключевыми техническими характеристиками бесщеточных двигателей постоянного тока являются:

1. Благодаря электронному управлению достигаются рабочие характеристики, аналогичные характеристикам двигателей постоянного тока, с хорошей управляемостью и широким диапазоном скоростей.

2. Требуется информация обратной связи о положении ротора и электронный драйвер многофазного инвертора.

3. По сути, это двигатель переменного тока, который может работать на высоких скоростях из-за отсутствия искры и проблем с износом щеток и коммутаторов. Он обеспечивает высокую надежность, длительный срок службы и не требует регулярного технического обслуживания.

4. Бесщеточные двигатели постоянного тока имеют высокий коэффициент мощности, отсутствие потерь и нагрева ротора, а также высокий КПД. Согласно сравнению данных, КПД асинхронного двигателя мощностью 7,5 кВт составляет 86,4%, а КПД бесщеточного двигателя постоянного тока той же мощности может достигать 92,4%.

5. Он должен иметь электронную часть управления, а общая стоимость выше, чем у двигателя постоянного тока.

В системах связи используются в основном два типа двигателей: асинхронные двигатели и синхронные двигатели с постоянными магнитами. Среди них синхронные двигатели с постоянными магнитами можно разделить на синхронные двигатели с синусоидальной обратной ЭДС и постоянными магнитами (PMSM) и бесщеточные двигатели постоянного тока с прямоугольной обратной ЭДС (BLDCM) в соответствии с их различными принципами работы. Из-за разных принципов работы их управляющий ток и методы управления могут быть разными.

Обратная электродвижущая сила синусоидального синхронного двигателя с постоянными магнитами имеет синусоидальную форму. Чтобы двигатель мог генерировать плавный крутящий момент, ток, протекающий через обмотку двигателя, также должен быть синусоидальным. Для этого требуются непрерывные сигналы положения ротора, которые могут использоваться инвертором для подачи синусоидального напряжения или тока на двигатель. Следовательно, для PMSM требуются энкодеры положения или вращающиеся трансформаторы с высоким разрешением, а алгоритм управления также сложен.

Обратная электродвижущая сила бесщеточного двигателя постоянного тока имеет трапециевидную форму, а крутящий момент обмотки двигателя является прямым, пока на входе подается прямоугольный ток. Поэтому для БЛДКМ не требуются датчики положения высокого разрешения, устройство обратной связи простое, а алгоритм управления относительно прост. Кроме того, магнитное поле воздушного зазора трапециевидной волны BLDCM более эффективно использует железный сердечник, чем поле синусоидальной волны PMSM; Кроме того, BLDCM имеет более высокую плотность мощности и больший выходной крутящий момент на единицу объема по сравнению с PMSM. Поэтому применение и исследование бесщеточных двигателей постоянного тока с постоянными магнитами получили более широкое внимание.