В бесступенчатом двигателе постоянного тока (BLDC) постоянные магниты крепятся к ротору, а статор имеет обмотки, которые питаются от внешнего тока для создания электромагнитных полюсов. Бесщеточные двигатели используют электрическую коммутацию для определения последовательности переключения обмоток статора, а двигатели постоянного тока могут приводиться в действие как с трапециевидной, так и с синусоидальной коммутацией. Трапециевидная коммутация это более простой метод, но он создает пульсации крутящего момента на каждом этапе переключения, особенно на более низких скоростях. Синусоидальная коммутация часто используется, поскольку устраняет пульсации крутящего момента и обеспечивает плавное движение, но при этом возникает еще одна проблема: задержка по фазе.
Синусоидальная коммутация обеспечивает каждую из обмоток двигателя токами, которые синусоидально изменяются при вращении двигателя. Для создания максимального крутящего момента (а также устранения пульсаций крутящего момента) комбинация токов обмотки должна создавать вектор тока, постоянный по величине и перпендикулярный магнитному полю ротора.
Но с увеличением частоты вращения двигателя частота синусоидальных сигналов увеличивается. Обратная ЭДС, которую двигатель должен преодолевать для поддержания требуемого крутящего момента, также увеличивается как по амплитуде, так и по частоте. Поскольку контроллеры двигателя — обычно PI—контроллеры — имеют ограниченную полосу пропускания и отклик, им становится трудно отслеживать синусоидальный управляющий сигнал и преодолевать возрастающую обратную ЭДС. В результате возникает задержка по фазе между вектором тока статора и полем ротора.
Когда катушка и магнитное поле вращаются относительно друг друга, возникает электродвижущая сила (напряжение). В двигателе эта сила называется обратная ЭДС, поскольку он действует против управляющего напряжения и уменьшает ток, проходящий через двигатель.
Когда поля статора и тока уже не являются ортогональными, при данной величине тока создается меньший крутящий момент. Другими словами, для поддержания того же значения крутящего момента необходимо увеличить ток.Следовательно, эффективность снижается.
Другой метод управления, известный как полевое управление (FOC), позволяет устранить фазовую задержку. При полевом управлении (также называемом векторным управлением) вектор тока — как величина, так и направление — регулируется непосредственно относительно ротора, а не на основе синусоидальных колебаний. Это устраняет фазовую разность между вектором тока статора и магнитным полем ротора.
Художественное изображение предоставлено: Википедия
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии