Отличия PMSM и BLDC
12.01.2022
Здравствуйте. Может кто-нибудь подскажет: Если управлять синусоидальной ШИМ (или векторной) BLDC (у которого трапецивидная противоЭДС) и PMSM (у которого синусоидальная противоЭДС) моторами, то в чем...
Здравствуйте. Может кто-нибудь подскажет: Если управлять синусоидальной ШИМ (или векторной) BLDC (у которого трапецивидная противоЭДС) и PMSM (у которого синусоидальная противоЭДС) моторами, то в чем будет разница по точности управления, будет ли она? В чем вообще разница?
Вопрос родился на почве необходимости покупки моторов для точного управления в условиях значительного различия между ценами на эти моторы.
Комментарии
Разница в пульсации момента.
Если вы смотрите мотор для сервы и мотор для квадрокоптера то разница в цене обоснованная.
Если нужна более подробная консультация, пишите.
Переключение фаз BLDC (бесколлекторного электрического двигателя постоянного тока) путём управления силовым преобразователем происходит по сигналам от датчиков Холла в зависимости от углового положения ротора. Поэтому вектор тока вращается скачкообразно и момент пульсирует. При управлении PMSM (бесколлекторным двигателем переменного тока) обязательно надо формировать многофазную синусоидальную ШИМ. Это надо делать в зависимости от углового положения ротора, измеренного энкодером с высокой разрешающей способностью, фактически для каждой дискреты измеренного углового положения ротора. Поэтому вектор тока вращается плавно и момент не пульсирует. Для BLDC по сравнению с PMSM управление силовым преобразователем гораздо проще с вычислительной точки зрения и гораздо меньше расходует вычислительный ресурс микроконтроллера. Например, сигналы от датчиков Холла (6 сочетаний на электрическом обороте ротора для каждого из направлений вращения) обрабатываются лишь при изменении хотя бы одного из них с помощью логической функции. Положение же, измеренное энкодером, надо обрабатывать, фактически, для каждой его измеренной дискреты очень много раз за оборот ротора, используя формулы с синусами и косинусами. Поэтому электропривод с BLDC может быть гораздо более быстроходным, чем с PMSM. При больших скоростях вращения пульсации момента сглаживаются за счёт инерции механизма. А стоят PMSM дороже, чем BLDC из-за более сложной конструкции - нужна более тонкая работа для укладки обмоток и всего такого.
Переключение фаз это всего лишь закон управления. Векторное управление с синусами косинусами мы например делаем по датчикам холла без энкодеров.
Пульсация момента это следствие разных ЭДС моторов.
В части того что 6-step control по вычислительным ресурсам вы правы. только скорость мотора в очень редком случае упирается в скорость вычислений.
Суть и смысл векторного управления - это поддержание ортогональности вектора тока статора и вектора магнитного потока ротора во всём диапазоне допустимых скоростей. Этим всё сказано.
По датчикам Холла получается суррогат векторного управления, так как угловое положение ротора измеряется с дискретностью 60 электрических градусов и информация о его положении обновляется с такой же дискретностью. Чтобы векторное управление было настоящим, надо именно ортогональность указанных выше векторов. Поэтому и нужен энкодер, а выборка углового положения ротора по энкодеру и вычисление координатных преобразований должны быть с периодичностью в несколько килогерц. Иначе никакой ортогональности векторов не будет. И синусоидальности питающих напряжений тоже не будет.
А что касается связи вычислительного ресурса со скоростью вращения, то информация об угловом положении ротора должна обновляться своевременно по отношению к этому самому положению ротора, так как ротор вращается. С ростом скорости вращения ротора увеличивается угол, на который он поворачивается за время между последовательными во времени расчётами координатных преобразований. Поэтому с ростом скорости вращения происходит отклонение векторов от ортогональности и возникает всё, что к этому прилагается. Фактически, ротор вращается быстрее, чем контроллер делает рассчёты. Надо либо увеличивать интенсивность вычислений, что ограничено вычислительным ресурсом микроконтроллера, либо снижать скорость вращения.
суть управления определить положение магнитного потока, используя наблюдатель например можно уточникть положение для датчиков с низким разрешением, можно еще добавить sensorless технику.
"
А что касается связи вычислительного ресурса со скоростью вращения, то информация об угловом положении ротора должна обновляться своевременно по отношению к этому самому положению ротора, так как ротор вращается
"
ничего не мешает работатьс соотношениями 1/10 для частоты ШИМ и электрической частоты мотора.
Опять же повторюсь нет разницы с точки зрения алгоритмов чем управлять pmsm или BLDC.
Примение холлов или энкодеров нужно рассматривать только в контексте ТТх сситемы в целом.
В позиционировании мы используем энкодеры, в приложени типа электромтоцикла холлы.
We've got a tale to tell. A narrative filled of hope and pleasure. We can all make a difference, and one of ways is through motivating others. We are motivated and strengthened via our religion. coreball