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有無傳感器對電機產(chǎn)生的影響

時間:2021-03-25 11:43:03來源:傳感器專家網(wǎng)

導(dǎo)語:?在我們的周圍使用著許多電機。比如空調(diào)、洗衣機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,大量電機在積極發(fā)揮著它們的作用。

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

電機驅(qū)動控制系統(tǒng)

  ①電機有位置傳感器的驅(qū)動:需要使用傳感器來檢測電機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)位置的電機驅(qū)動方法

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

 ?、僦须姍C有傳感器進行驅(qū)動的優(yōu)點:能夠準確地檢測到電機啟動和驅(qū)動時的位置和旋轉(zhuǎn),并且通過內(nèi)置硬布線邏輯控制器的電機驅(qū)動器可以實現(xiàn)從低速到高速平穩(wěn)地電機驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)控制。缺點:必須在電機中安裝霍爾元件/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控制器的布線。

  ②中電機無傳感器驅(qū)動的優(yōu)點:可用來驅(qū)動物理上無法配置傳感器的電機和暴露于高溫、水、油等不利環(huán)境下的電機。

  缺點:因為利用速度電動勢而在低速時表現(xiàn)不佳,并且旋轉(zhuǎn)位置是通過MCU的計算而估算得來的,所以整體上的響應(yīng)性能較差。另外,使用電機電流、電壓和電機參數(shù)(電機繞組的R、L)取代位置和旋轉(zhuǎn)檢測傳感器進行的估算,會受到電機個體差異的影響。

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

  綜上所述,每種方法都有其優(yōu)點和缺點。因此,需要根據(jù)使用電機的環(huán)境、對可靠性的需求程度以及電機負載的類型(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驅(qū)動方法。

  另外,我們再詳細聊聊無刷電機和有刷電機的區(qū)別。

  結(jié)構(gòu)上,無刷電機和有刷電機有相似之處,也有轉(zhuǎn)子和定子,只不過和有刷電機的結(jié)構(gòu)相反;有刷電機的轉(zhuǎn)子是線圈繞組,和動力輸出軸相連,定子是永磁磁鋼;無刷電機的轉(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,去掉了有刷電機用來交替變換電磁場的換向電刷,故稱之為無刷電機。

  有刷電機的缺點:

  1、摩擦大,損耗大

  老模友們在以前玩有刷電機的時候都碰到這個問題,那就是使用電機一段時間以后,需要打開電機來清理電機的碳刷,費時費力,維護強度不亞于來一次家庭大掃除。

  2、發(fā)熱大,壽命短

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

  3、效率低,輸出功率小

  上面說到的有刷電機發(fā)熱問題,很大程度是因為電流做功在電機內(nèi)部電阻上了,所以電能有很大程度轉(zhuǎn)化為了熱能,所以有刷電機的輸出功率不大,效率也不高。

  無刷電機的優(yōu)點:

  1、無電刷、低干擾

  無刷電機去除了電刷,最直接的變化就是沒有了有刷電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花,這樣就極大減少了電火花對遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。

  2、噪音低,運轉(zhuǎn)順暢

  無刷電機沒有了電刷,運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小,運行順暢,噪音會低許多,這個優(yōu)點對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。

  3、壽命長,低維護成本

  少了電刷,無刷電機的磨損主要是在軸承上了,從機械角度看,無刷電機幾乎是一種免維護的電動機了,必要的時候,只需做一些除塵維護即可。上下一比較,就知道無刷電機相對于有刷電機的優(yōu)勢在哪里了,但是萬事都不是絕對的,有刷電機低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點是無刷電機不可替代的,不過就無刷電機的使用方便性來看,隨著無刷控制器的成本下降趨勢和國內(nèi)外無刷技術(shù)的發(fā)展與市場競爭,無刷動力系統(tǒng)正在高速的發(fā)展與普及階段,這也極大促進了模型運動的發(fā)展。

標簽: 電機

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