У меня довольно солидный опыт управления промышленными двигателями переменного тока (устройства плавного пуска, частотно-регулируемые приводы и т. Д.), Но я определенно не очень хорошо разбираюсь в бесщеточных двигателях постоянного тока ... типа, встречающегося в каждом жестком диске на планете.

Насколько я могу судить, они выглядят идентично вашему типичному асинхронному двигателю переменного тока со звездообразным подключением, а контроллеры двигателя выглядят очень, очень похоже на типичные трехфазные контроллеры переменного тока, которые я провел большую часть своей профессиональной жизни.

Я не могу найти много реальных различий между ними ни с точки зрения механической конструкции, ни с точки зрения контроля. Самое близкое, что мне кажется, это «они похожи».

Кто-нибудь имеет какие-либо ресурсы или может предложить достаточно техническое объяснение того, что основные различия между этими типами двигателей и их методы управления?

Из всех о схемах :

Бесщеточные двигатели постоянного тока похожи на синхронные двигатели переменного тока. Основное отличие состоит в том, что синхронные двигатели создают синусоидальную обратную ЭДС по сравнению с прямоугольной или трапециевидной обратной ЭДС для бесщеточных двигателей постоянного тока. В обоих статорах созданы вращающиеся магнитные поля, создающие крутящий момент в магнитном роторе.

Конструкция мудрая, по сути * нет никакой разницы.

Двигатель на приведенной выше схеме можно назвать «асинхронный двигатель переменного тока» или «бесщеточный двигатель постоянного тока», и это будет тот же двигатель.

Основное отличие заключается в приводе. Двигатель переменного тока управляется приводом, состоящим из синусоидального сигнала переменного тока. Его скорость синхронна с частотой этого сигнала. И так как он управляется синусоидальной волной, это Back-EMF является синусоидальной волной. Однофазный двигатель переменного тока может быть изгнан из розетки и она превратится в 3000 оборотов в минуту или 3600 оборотов в минуту ( в зависимости от страны происхождения , имеющего 50 / 60Гц от сети).

Обратите внимание, что я сказал, мог там. Для того , чтобы вбить двигатель от источника постоянного тока, контроллер, который является по существу только постоянного напряжения в переменное инвертор, это требуется . Вы правы, утверждая, что двигатели переменного тока также могут управляться контроллерами. Например, частотно-регулируемый привод (VFD), который, как вы сказали, является преобразователем постоянного тока в переменный. Хотя, как правило, они имеют передний конец выпрямителя переменного тока в постоянный.

ШИМ ЧРП http://www.inverter-china.com/forum/newfile/img/PWM-VFD-Diagram.gif

ЧРП используют ШИМ для аппроксимации синусоидальной волны и могут быть довольно близки, непрерывно изменяя ширину импульса, как показано ниже:

Хотя использование ШИМ для аппроксимации синусоидальной волны может привести к почти синусоидальной форме обратной ЭДС (слово «нечеткий» - это слово, которое вы использовали), это также немного сложнее. Более простая техника коммутации называется шестиступенчатой ​​коммутацией, в которой форма сигнала обратной ЭДС является более трапециевидной, чем синусоидальной.

шестиступенчатый привод http://www.controlengeurope.com/global/showimage/Article/18087/

Back-EMF с шестью шагами http://www.emeraldinsight.com/content_images/fig/1740300310012.png

И хотя этот «ШИМ действительно плох», как вы сказали, его также намного проще реализовать и, следовательно, дешевле.

Существуют и другие методы коммутации, кроме шестиступенчатых и синусоидальных. Единственный, который действительно популярен (на мой взгляд), это космический вектор. Это имеет примерно ту же сложность, что и синусоидальный привод, но лучше использовать доступное напряжение шины постоянного тока. Я не буду вдаваться в подробности о космическом векторе, так как думаю, что это только запутает воды этой дискуссии.

Таковы различия в технике езды. Форма волны, используемая для возбуждения двигателей переменного тока, обычно является синусоидальной и может поступать непосредственно от источника переменного тока или может быть аппроксимирована с использованием ШИМ. Форма волны, используемая для привода двигателей постоянного тока, обычно трапециевидна и исходит от источника постоянного тока. Нет причин, по которым диски не могли бы быть заменены, хотя это могло бы привести к незначительному снижению эффективности.

* esssentially

Выше я говорил, что конструкция двух типов двигателей по сути одинакова. В обоих случаях, асинхронный двигатель переменного тока и бесщеточный двигатель постоянного тока, мы говорим о двигателях, которые имеют постоянные магниты вместо статических магнитов. Что делает их «Универсальными моторами» :

Одно преимущество наличия статоров в двигателе состоит в том, что можно создать двигатель, работающий от переменного или постоянного тока, так называемый универсальный двигатель.

Тем не менее, есть небольшая разница в обмотке. Двигатели, предназначенные для использования с переменным током, намотаны по синусоиде, а двигатели, предназначенные для использования с постоянным током, намотаны трапазоидально . В течение многих лет меня беспокоило то, что я не могу найти упрощенную диаграмму, которая показывает разницу. Если бы мне дали статор мотора, я бы не знал, был ли он намотан синусоидально или трапазоидально. Единственный способ узнать разницу - это задний ход двигателя, подключив дрель к валу и посмотрев на противо-ЭДС. Вы увидите либо красивую синусоидальную волну, либо трапецию, как показано на рисунке выше. Как я уже говорил выше, использование неправильного типа привода может привести к небольшому снижению производительности, но это приведет к другой разумной работе.

Чаще всего бесщеточные двигатели постоянного тока строятся с постоянными магнитами на роторе. Хотя это будет отличаться от короткозамкнутого электродвигателя, поскольку статор представляет собой намотанный статор, а не статор с постоянными магнитами (как видно на щеточных двигателях постоянного тока), обе конструкции по сути являются «универсальными двигателями»:

Сторона постоянного магнита на приведенной выше схеме показывает двухполюсный двигатель. Количество полюсов контролирует пульсации крутящего момента. Чем больше полюсов, тем ровнее кривая крутящего момента. Но количество полюсов не имеет значения с точки зрения переменного и постоянного тока.

Соединение обмоток статора, треугольник и звезда, также не влияет на способ привода. И на самом деле, вы можете переключаться между ними во время работы :

Разница в том, что дельта будет потреблять больше тока и, следовательно, производить больший крутящий момент. Для получения более подробной информации о взаимосвязи или токах с крутящим моментом или напряжением до скорости, см моего ответа на этот EE.SE вопрос .

Я немного опаздываю с ответом на этот вопрос, и я пока не могу ответить прямо на Embedded.kyle выше, но я хотел исправить небольшую дезинформацию, приведенную выше. Мой опыт - двигатели, а не органы управления, кстати.

1) «Универсальные двигатели» полностью отличаются от BLDC или асинхронных двигателей. Универсальные моторы имеют намотанные статоры и арматуру и имеют щетки. Тот факт, что статор намотан, не делает его универсальным двигателем ... ссылка, встроенная в универсальные двигатели, просто сравнивает их с двигателями щеточного типа PMDC.

2) Двигатели BLDC всегда имеют магниты на роторе. Как я сказал выше, они никогда не упоминаются как универсальные двигатели. Универсальные моторы это совершенно разные звери.

3) Относительно трапецеидальных стихов синусоидального, не существует стандартного способа обмотки асинхронных двигателей и бесщеточных двигателей (мне не нравятся термины «синусоидальная намотка» и «трапецеидальная намотка» по причинам, которые я объясню ниже). В общем, разработчики асинхронных двигателей пытаются создать воздушный зазор MMF и поток синусоидальной формы. Обычно это делается с помощью так называемой «распределенной» обмотки. Все это означает, что вместо катушки с Т числом витков у вас есть несколько катушек с переменным числом витков, чтобы приблизить синусоиду.

Бесщеточные двигатели могут иметь обратную ЭДС, которая выглядит более синусоидальной или трапециевидной, как упоминалось в встроенном файле. Тем не менее, вы никогда не получите чисто синусоидальную или трапециевидную обратную ЭДС ... как двигатели спроектированы и сделаны так, чтобы это никогда не происходило. Это всегда где-то посередине. Форма обратной ЭДС определяется многими вещами - как она наматывается, отношение зубцов статора к магнитам ротора, форма зубьев ламинирования, форма магнитов ротора и т. Д. Вот почему мне не нравятся термины «синусоидальная рана» и «трапецеидальная рана» - обратная ЭДС зависит от других вещей, а не от того, как она намотана. Вы можете управлять любым бесщеточным двигателем с помощью «трапециевидного» или «синусоидального» привода. Вообще (но это не универсально), Если у вас есть двигатель с более или менее противо-ЭДС ловушки, который предназначен для сопряжения с приводом ловушки, производители двигателей будут называть это двигателем BLDC. Аналогично, если у вас есть двигатель с более или менее синусоидальной обратной ЭДС, который предназначен для сопряжения с синусоидальным приводом, производители двигателей будут называть его двигателем BLAC. Но любой из этих типов двигателей может работать с любым типом привода.

4) Ссылка на build.kyle, на которую указывает 23 октября в 19:06, не показывает разницы между обмотками синусов и ловушек. Я, вероятно, тоже оставлю здесь комментарий, но разница между этими двумя заключается в том, что одна - это круговая обмотка, а другая - концентрическая.

Согласно Википедии, бесщеточные двигатели постоянного тока представляют собой синхронные двигатели переменного тока с постоянными магнитами со встроенным инвертором и выпрямителем, датчиком и электроникой управления инвертором. Я не слишком знаком с двигателями переменного тока, но я думаю, что бесщеточные двигатели постоянного тока лучше всего классифицировать как подмножество двигателей переменного тока с функциональной точки зрения.

Могут быть и другие отличия, относящиеся к применению. Например, разница между шаговыми двигателями и бесщеточными двигателями постоянного тока обычно является предполагаемым применением, а серводвигатели относятся к двигателю (обычно, но не всегда, щеточный двигатель постоянного тока) со встроенными датчиками положения вращения.