Когда термин “линейное поведение” используется для описания системы, это подразумевает, что выходные данные системы прямо пропорциональны входным.

В отличие от своих аналогов с намотанным полем, двигатели постоянного тока с постоянными магнитами (PMDC) демонстрируют линейное поведение. Использование постоянных магнитов означает, что двигатели PMDC не нуждаются в отдельном возбуждении полем и, следовательно, не испытывают электрических потерь, которые часто возникают в обмотках возбуждения других конструкций двигателей постоянного тока.

В двигателях с постоянными магнитами линейное поведение проявляется в нескольких эксплуатационных характеристиках. Во-первых, угловая скорость двигателя (или обороты) прямо пропорциональна приложенному напряжению, как показано на уравнение:

Где:

ω = angular velocity

V = напряжение

k = постоянная двигателя

T = крутящий момент

R = сопротивление

Во-вторых, выходной крутящий момент двигателя прямо пропорционален току, проходящему через якорь. Взаимосвязь между крутящим моментом и током показана с помощью уравнение:

Где:

T = крутящий момент

I = ток через якорь

k_T = постоянный крутящий момент двигателя

Линейные характеристики двигателей PMDC также распространяются на их кривые частоты вращения.Линейность соотношения между скоростью и крутящим моментом делает двигатели с постоянными магнитами идеальными для использования с регулируемой скоростью и для сервоприводов.

Важно отметить, что двигатели постоянного тока с постоянными магнитами могут быть как щеточными, так и бесщеточными. Двигатели постоянного тока с матовыми постоянными магнитами часто называют PMDC двигатели, в то время как бесщеточные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами называются BLDC двигатели. Оба типа двигателей – PMDC и BLDC – демонстрируют линейные характеристики поведения, описанные выше.

Несмотря на схожие характеристики скорости и крутящего момента, между двигателями PMDC и BLDC есть два существенных различия. Во-первых, двигатели PMDC коммутируются механически, через щетки и коммутатор, в то время как двигатели BLDC коммутируются электронным способом, обычно через датчики эффекта Холла на статоре. Во-вторых, двигатели PMDC имеют статор, изготовленный из постоянных магнитов, в то время как двигатели BLDC имеют роторы с постоянными магнитами.

Для ознакомления с отраслевой терминологией серводвигателей ознакомьтесь с эта статья.

Изображение предоставлено: VEX Robotics