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无刷直流永磁电机与有刷直流永磁电机比较

2018-09-25

无刷直流永磁电机与有刷直流永磁电机比较

  典型的内转子结构的无刷直流永磁电机(BLDCM)与其相对应的传统有刷直流永磁电机(PMDCM))相比较,由于消除了电/换向器的机械接触,原先在里面的旋转电枢变成外面的静止电枢,原先在外面的静止永磁体磁极却变成了里面的旋转永磁体转子。

    经过这样的内外交替变换之后,使电动机具有比较高的力矩/惯量比值,能够提供比较大的输出功率、比较长的寿命和比较高的可靠性、比较高的运行速度等。因此,从考虑电动机性能的观点出发,无刷直流永磁电机将成为最佳的选择。从考虑成本的角度出发,当按照应用的总成本来评价时,即在产品的总寿命上计算,无刷直流永磁电机有时也是最佳的选择。

性能对比分析

    无刷直流永磁电机(以下简称BLDCM)与有刷直流永磁电机(以下简称PMDCM)的一般性比较,主要从换向、维护、机械特性、效率、体积功率等11个方面进行对双分析。

换向

BLDCM借助转子位置传感器实现电子换向;

PMDCM由电刷和换向器进行机械换向。

维护

BLDCM由于没有电刷和换向器,很少需要维护

PMDCM需要周期性维护

机械(速度/力矩特性

BLDCM平(硬),在负载条件下能在所有速度上运行;

PMDCM中等平(中等硬),在较高速度上运行时,电刷摩擦增加,有用力矩减小。

效率

BLDCM由于没有电刷压降,所以效率高;

PMDCM中等。

输出功率/外形尺寸之比

BLDCM由于电枢绕组设置在与机壳相连的定子上,容易散热。这种优异的热传导特性允许减小电动机的尺寸,所以输出功率外形尺寸之比高;

PMDCM中等/低。电枢产生的热量消散在气隙内,这样增加了气隙温度,从而限制了输出功率外形尺寸之比。

转动惯量

BLDCM转动惯量低。因为永磁体设置在转子上,改善了动态响应;

PMDCM转动惯量高,限制了动态特性。

速度范围

BLDCM比较宽。没有电/换向器给予的机械限制;

PMDCM比较窄,存在电刷给予的机械限制。

电气噪声

BLDCM低;PMDCM电刷的电弧将对附近的设备产生电磁干扰。

制造价格

BLDCM比较高,PMDCM比较低。

控制

BLDCM控制复杂且价格较贵;PMDCM控制简单和价格适宜。

控制要求

BLDCM:为了使电动机运转必须要有控制器,但同样的控制器可用于变速控制;

PMDCM:对于一个固定的速度而言,不需要控制器;有变速要求的时候才需要控制器。


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