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为何无刷电机不先用步进驱动器控制?

新闻来源:立三机电发布日期:2020-09-17

       大家知道直流无刷电机是同步电机,那就是说它的转动位置和定子磁场的转动是成正比的,一个三相步进电机,给他三相交流电就能运转,加速度合适情况下,可以随意起停,不需要检测霍尔信号,也不需要检测反电动势变化。那三相步进驱动器为何不能直接适用于直流无刷电机上呢?

 

   无刷电机


        固定频率的三相交流电可以直接驱动无刷电机,不测量转子的位置。其实有些场合就是这么干的,比如一些老式的航模云台、以及无感算法的启动阶段。但缺点有两个,决定了这种方式的使用场景很受限:1. 电机转速只能等于交流电的频率。你要说变频当然也可以,但在没有编码器,不知道转子实际转速的情况下,如何确定交流电的频率?否则像步进电机一样通过调整频率直接调速?这样电流小了很容易失步,电流大了又会发热,把步进电机的毛病照搬过来了。2. 定子磁场只有和转子永磁体D轴(就是沿着N-S极这根线)垂直时,才能产生最大扭矩。无论六步换相还是FOC都是在追求这一点而设计的。但前提是你需要用编码器或反电势测量知道转子的位置。在你说的异步的情况下,如果是空载,D轴会和定子磁场重合,直观来讲就像转子和定子两个磁场“吸合”在一起了。这时功率因数是0,所有电流都用来发热了。如果有一些负载,那D轴和电磁场的夹角随着负载大小变化,电流到扭矩的转化率也随着夹角变化不断变化,根本不能稳定输出,还有额外的发热。这在需要精密控制的场合是不能用的。————虽然无刷电机可以直接用三相交流电驱动,但因为以上两点,频率和相位(分别对应1和2)如果不和转子的位置做同步调制,会造成以上问题。而永磁同步电机常用在速度、负载大幅变化,又需要精确控制或很高效率和功率密度的场合(高端机床、机器人、电动车、白家电。。),这和步进电机的场景完全不同,所以必须用编码器或测量反电势测量定子位置。

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