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有無傳感器對(duì)電機(jī)產(chǎn)生的影響

時(shí)間:2021-03-25 11:43:03來源:傳感器專家網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):?在我們的周圍使用著許多電機(jī)。比如空調(diào)、洗衣機(jī)和吸塵器等家用電器,配備了冷卻風(fēng)扇、硬盤和DVD的電腦,以及在汽車、電車、建筑物和工廠等我們注意不到的很多地方,大量電機(jī)在積極發(fā)揮著它們的作用。

  其中很多應(yīng)用是由電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制的,電機(jī)的啟動(dòng)和驅(qū)動(dòng)方法可以大致分為“①有位置傳感器的驅(qū)動(dòng)”和“②無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)”兩種。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)

 ?、匐姍C(jī)有位置傳感器的驅(qū)動(dòng):需要使用傳感器來檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)位置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法

 ?、陔姍C(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng):不需要上述傳感器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式

 ?、僦须姍C(jī)有傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到電機(jī)啟動(dòng)和驅(qū)動(dòng)時(shí)的位置和旋轉(zhuǎn),并且通過內(nèi)置硬布線邏輯控制器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)從低速到高速平穩(wěn)地電機(jī)驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)控制。缺點(diǎn):必須在電機(jī)中安裝霍爾元件/霍爾IC等傳感器,因此需要考慮傳感器的安裝位置精度以及連接傳感器和電機(jī)控制器的布線。

 ?、谥须姍C(jī)無傳感器驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):可用來驅(qū)動(dòng)物理上無法配置傳感器的電機(jī)和暴露于高溫、水、油等不利環(huán)境下的電機(jī)。

  缺點(diǎn):因?yàn)槔盟俣入妱?dòng)勢(shì)而在低速時(shí)表現(xiàn)不佳,并且旋轉(zhuǎn)位置是通過MCU的計(jì)算而估算得來的,所以整體上的響應(yīng)性能較差。另外,使用電機(jī)電流、電壓和電機(jī)參數(shù)(電機(jī)繞組的R、L)取代位置和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器進(jìn)行的估算,會(huì)受到電機(jī)個(gè)體差異的影響。

  對(duì)于無傳感器驅(qū)動(dòng),還有一種方法是通過MCU之外的硬布線邏輯專用控制器,利用外部強(qiáng)制換向信號(hào)啟動(dòng),然后將速度電動(dòng)勢(shì)用作位置信號(hào)。

  綜上所述,每種方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因此,需要根據(jù)使用電機(jī)的環(huán)境、對(duì)可靠性的需求程度以及電機(jī)負(fù)載的類型(恒定轉(zhuǎn)矩,恒定輸出,平方轉(zhuǎn)矩)等,選擇一種適合于所需特性的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。

  另外,我們?cè)僭敿?xì)聊聊無刷電機(jī)和有刷電機(jī)的區(qū)別。

  結(jié)構(gòu)上,無刷電機(jī)和有刷電機(jī)有相似之處,也有轉(zhuǎn)子和定子,只不過和有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)相反;有刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是線圈繞組,和動(dòng)力輸出軸相連,定子是永磁磁鋼;無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁磁鋼,連同外殼一起和輸出軸相連,定子是繞組線圈,去掉了有刷電機(jī)用來交替變換電磁場(chǎng)的換向電刷,故稱之為無刷電機(jī)。

  有刷電機(jī)的缺點(diǎn):

  1、摩擦大,損耗大

  老模友們?cè)谝郧巴嬗兴㈦姍C(jī)的時(shí)候都碰到這個(gè)問題,那就是使用電機(jī)一段時(shí)間以后,需要打開電機(jī)來清理電機(jī)的碳刷,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,維護(hù)強(qiáng)度不亞于來一次家庭大掃除。

  2、發(fā)熱大,壽命短

  由于有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)原因,電刷和換向器的接觸電阻很大,造成電機(jī)整體電阻較大,容易發(fā)熱,而永磁體是熱敏元件,如果溫度太高的話,磁鋼是會(huì)退磁的,使電機(jī)性能下降,影響有刷電機(jī)的壽命。

  3、效率低,輸出功率小

  上面說到的有刷電機(jī)發(fā)熱問題,很大程度是因?yàn)殡娏髯龉υ陔姍C(jī)內(nèi)部電阻上了,所以電能有很大程度轉(zhuǎn)化為了熱能,所以有刷電機(jī)的輸出功率不大,效率也不高。

  無刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn):

  1、無電刷、低干擾

  無刷電機(jī)去除了電刷,最直接的變化就是沒有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電火花,這樣就極大減少了電火花對(duì)遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。

  2、噪音低,運(yùn)轉(zhuǎn)順暢

  無刷電機(jī)沒有了電刷,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力大大減小,運(yùn)行順暢,噪音會(huì)低許多,這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個(gè)巨大的支持。

  3、壽命長(zhǎng),低維護(hù)成本

  少了電刷,無刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上了,從機(jī)械角度看,無刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動(dòng)機(jī)了,必要的時(shí)候,只需做一些除塵維護(hù)即可。上下一比較,就知道無刷電機(jī)相對(duì)于有刷電機(jī)的優(yōu)勢(shì)在哪里了,但是萬(wàn)事都不是絕對(duì)的,有刷電機(jī)低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點(diǎn)是無刷電機(jī)不可替代的,不過就無刷電機(jī)的使用方便性來看,隨著無刷控制器的成本下降趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)外無刷技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),無刷動(dòng)力系統(tǒng)正在高速的發(fā)展與普及階段,這也極大促進(jìn)了模型運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。

標(biāo)簽: 電機(jī)

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