PMSM ili BLDC motor: koja je razlika između ova dva motora s trajnim magnetima?
Tehnički listovi ponekad govore o „BLDC” motoru, a ponekad o „PMSM” motoru, ponekad za motore koji izgledaju identično. To nije slučajno: ova dva naziva označavaju vrlo bliske rođake. Ovaj vodič objašnjava što ih doista razlikuje i zašto je to pitanje važno prvenstveno za kontroler.
Osnove
- BLDC i PMSM su dva motora bez četkica s trajnim magnetima, konstruirana na isti način u osnovnim crtama.
- Razlika je u obliku napona koji motor proizvodi dok se okreće: trapezoidni za BLDC, sinusni za PMSM.
- BLDC se prirodno slaže s upravljanjem pravokutnim valom, a PMSM sa sinusnim ili vektorskim upravljanjem (FOC).
- U praksi, većina motora za električne romobile se vrlo dobro upravlja putem FOC-a, bez obzira na njihov naziv.
Što im je zajedničko
Oba motora imaju:
- trajne magnete na rotirajućem dijelu, rotoru;
- namote na fiksnom dijelu, statoru, raspoređene u tri faze;
- bez četkica: kontroler je taj koji elektronički komutira struju, otuda i naziv „brushless”, bez četkica.
Motor u glavčini električnog romobila je ovog tipa, s jednom posebnosti: rotor je izvana. Magneti su zalijepljeni unutar naplatka koji se okreće oko statora pričvršćenog na osovinu. Govorimo o motoru s vanjskim rotorom.
Prava razlika: protuelektromotorna sila
Kada ručno okrećemo motor s magnetima, on proizvodi napon na svojim priključcima: to je dinamo. Taj se napon naziva protuelektromotorna sila. Njegov oblik ovisi o načinu na koji su namoti raspoređeni i kako su magneti oblikovani.
| BLDC | PMSM | |
|---|---|---|
| Oblik proizvedenog napona | Trapezoidni (plohe i rampe) | Sinusni |
| Prirodno upravljanje | Pravokutni val, šest koraka po električnom okretaju | Sinusno ili vektorsko (FOC) |
| Okretni moment s prirodnim upravljanjem | Lagana valovitost pri svakoj komutaciji | Vrlo pravilan |
| Tipični senzori | Dovoljna su tri Hallova senzora | Potrebna precizna pozicija: enkoder, resolver ili procjena |
Kod upravljanja pravokutnim valom, struja se šalje u koracima u dvije faze istovremeno. Ako napon motora ima isti oblik plohe, okretni moment ostaje gotovo konstantan: to je usklađenost BLDC-a. Kod sinusnog upravljanja, struja se glatko mijenja u sve tri faze; ako je i napon motora sinusni, okretni moment je savršeno gladak: to je usklađenost PMSM-a.
U stvarnosti, granica je nejasna
Većina stvarnih motora nalazi se između to dvoje: njihov napon nije ni savršen trapez ni čista sinusoida. Zato se isti motor za električni romobil može prodavati pod jednim ili drugim nazivom.
U radioničkoj praksi, većinom motora u glavčini električnih romobila vrlo se dobro upravlja putem vektorskog upravljanja, što ih čini tišima i mekšima nego kod pravokutnog vala. Točan oblik njihovog napona ima samo sekundarni učinak na rezultat.
A što je sa sinkronim i asinkronim motorom?
„Sinkroni” znači da se rotor okreće točno u ritmu polja koje stvaraju namoti: to je slučaj kod motora s magnetima, kako BLDC tako i PMSM. Asinkroni motor, s druge strane, nema magnete: polje rotora inducira stator, a rotor se okreće malo sporije od polja. Robustan i bez magneta, manje je kompaktan pri istoj snazi i rijetko se susreće na malim vozilima.
Magneti na površini ili unutar
Među PMSM motorima razlikujemo one s magnetima zalijepljenima na površinu rotora (SPM) i one s magnetima smještenima unutar (IPM). Ova razlika značajno mijenja ponašanje pri velikim brzinama: to je tema našeg vodiča o IPM i SPM motorima.
Što se mijenja pri odabiru motora
- Naziv, BLDC ili PMSM, manje je važan od napona, dopuštene struje, hlađenja i konstante brzine motora. Pogledajte naš vodič o Kv, Kt i polovima.
- Kontroler mora znati očitati senzore kojima je motor opremljen.
- Naši motori za električne romobile su motori s trajnim magnetima bez četkica, dostupni u verzijama High Speed i High Torque.
Česta pitanja
Može li se BLDC motor upravljati putem FOC-a?
Da. Vektorsko upravljanje vrlo dobro funkcionira na većini takozvanih BLDC motora, uz dobitak u tišini i uglađenosti. Okretni moment može pokazivati laganu valovitost ako je napon motora vrlo udaljen od sinusoide, ali to rijetko smeta.
Kako znati je li moj motor prije BLDC ili PMSM?
Promatranjem napona između dvije faze na osciloskopu dok ručno okrećete motor: pravilan sinus ukazuje na PMSM, plohe na BLDC. U praksi to gotovo nikada ne trebate znati.
Je li motor električnog romobila sinkroni?
Da. To je motor s trajnim magnetima, dakle sinkroni: njegova brzina vrtnje izravno je povezana s frekvencijom struje koju mu šalje kontroler.