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既然BLDC是同步电机,为什么BLDC不能想步进电机那样启动?

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出0入0汤圆

发表于 2018-6-30 00:33:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
        没有使用过直流无刷,这几天刚刚开始接触,有一些思考:既然直流无刷电机是同步电机,那就是说它的转动位置和定子磁场的转动是成正比的,
一个三相步进电机,给他三相交流电就能转,而且转动角度和通电周期是成对比的,加速度合适情况下,可以随意起停,根本不需要检测霍尔信号,也不需要检测反电动势变化,也就是说开环控制的。
一直理解不明白一些问题,敬请高手解惑哈:
1.为什么直流无刷启动那么麻烦?又是监测电动势,又是霍尔的?
2.如果接一个三相步进驱动器能否带动直流无刷电机或者PMSM电机?
3.如果给直流无刷电机通三相电后固定不动,比方说A相为正,B相为负,C相悬空,直流无刷是否被锁死,固定在那里不动?
4.既然BLDC和PMSM只是定子绕组有区别,反电动势不同,那么BLDC的驱动器是否就能驱动PMSM,最多就像1细分的步进电机驱动器,有点抖动而已?

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出0入24汤圆

发表于 2018-6-30 01:46:16 | 显示全部楼层
1,搜索一份 《无感无刷直流电机之电调设计全攻略.pdf》的文档,里面有你要的答案
2,当然可以,任何一个三相电机,通入适当频率、适当电压的三相电都能转起来,这叫VVVF控制
3,是的,会固定不动,这个很容易测试验证,用个直流电源就行了
3,BLDC的驱动器,你是指六步法方波驱动器吧,可以驱动PMSM,淘宝上面买二手电机的很多都是用无刷电调去测试的,他们不分BLDC和PMSM,二者的界限本身就很模糊

出0入0汤圆

发表于 2018-6-30 04:50:15 来自手机 | 显示全部楼层
二楼合格。我是来学习的

出20入0汤圆

发表于 2018-6-30 07:16:10 | 显示全部楼层
够简洁,也解答了我的一点疑惑。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-30 08:36:45 来自手机 | 显示全部楼层
20061002838 发表于 2018-6-30 01:46
1,搜索一份 《无感无刷直流电机之电调设计全攻略.pdf》的文档,里面有你要的答案
2,当然可以,任何一个三 ...

更加有点不明白哈,那么步进电机发热大,转速低,功率密度小,应该早被代替了才对啊

出0入13汤圆

发表于 2018-6-30 08:56:49 | 显示全部楼层
楼主,各种电机适用场景不同啊,不同条件下要用适合的电机才能达到最理想的效果

出0入0汤圆

发表于 2018-6-30 10:00:22 | 显示全部楼层
我查了下,航模常用的无刷电机应该就属于BLDCM,这种电机只能闭环控制,原因就在于“无刷”,除轴承外转子转动时没有任何机械摩擦,而PMSM还是有换向器和电刷

出0入0汤圆

发表于 2018-6-30 10:10:36 | 显示全部楼层
supertankhzt 发表于 2018-6-30 10:00
我查了下,航模常用的无刷电机应该就属于BLDCM,这种电机只能闭环控制,原因就在于“无刷”,除轴承外转子 ...

查了哪份资料提到PMSM有电刷?
PMSM只是BLDC的一个变种而已

出0入8汤圆

发表于 2018-6-30 10:21:10 来自手机 | 显示全部楼层
bldc反电势是方案波,pmsm是正弦波,两者在一定程度上可以互换,方波也可驱动pmsm,正弦波也可驱动bldc

出50入10汤圆

发表于 2018-6-30 10:21:27 | 显示全部楼层
都是被教科书害的!

出0入24汤圆

发表于 2018-6-30 13:07:12 | 显示全部楼层
qq302011 发表于 2018-6-30 08:36
更加有点不明白哈,那么步进电机发热大,转速低,功率密度小,应该早被代替了才对啊 ...

发热大是缺点,效率低导致的
转速低不是缺点,适合应用就行了
功率密度小但是扭矩大啊

出0入618汤圆

发表于 2018-6-30 16:39:17 | 显示全部楼层
qq302011 发表于 2018-6-30 08:36
更加有点不明白哈,那么步进电机发热大,转速低,功率密度小,应该早被代替了才对啊 ...

步进电机其实就是极对数非常多的两相PMSM,反电动势是正弦波。
普通BLDC/PMSM极对数少,机械角度和电角度的比值一般为几到十几,而步进电机一般都是200或400,所以步进电机开环就可以做到<1度的机械角度定位,BLDC/PMSM只能靠闭环反馈,成本高得多,只有高端伺服才用得起。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-7-1 11:09:27 来自手机 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2018-6-30 16:39
步进电机其实就是极对数非常多的两相PMSM,反电动势是正弦波。
普通BLDC/PMSM极对数少,机械角度和电角度 ...

谢谢解答,这个解释跟我脑海的想法比较接近,但是还是想不通为什么BLDC启动的时候非要检测反电动势。既然bldc可以看成没有小齿的步进电机,理论上就像驱动步进电机一样,利用T型加减速方式启动BLDC完全没问题,为什么不这样做呢?
另外又多了疑问,敬请高手一并解答哈: 反应式步进电机就是转子没有永磁体,靠励磁产生磁场,那么问题来了,反应式这不就是感应电机啊?感应电机产生磁场必须要有转差率啊,有转差率就和通电周期不同步了,那还还步进个毛啊?

出0入618汤圆

发表于 2018-7-1 14:17:02 | 显示全部楼层
qq302011 发表于 2018-7-1 11:09
谢谢解答,这个解释跟我脑海的想法比较接近,但是还是想不通为什么BLDC启动的时候非要检测反电动势。既然 ...

BLDC启动本来就是先开环启动到一定转速才能检测到反电动势的呀,检测转子位置是为了调整电流环控制扭矩达到最佳工作效率,而步进电机因为一般是开环工作,带不带载都那么大电流,所以才给人感觉发热量大效率低。
现在一些DSP步进电机驱动也是用FOC算法控制扭矩,本质上和PMSM没什么区别了。
至于反应式步进电机我觉得是翻译问题,英文是Variable Reluctance Stepper Motor,reluctance应该翻译成“磁阻”而不是“反应”,也就是说全称应该是可变磁阻步进电机,是靠磁通沿着最小磁阻路径闭合的原理驱动的,所以还是同步电机。

出0入0汤圆

发表于 2018-7-1 14:28:20 来自手机 | 显示全部楼层
圣手

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-7-1 14:44:10 来自手机 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2018-7-1 14:17
BLDC启动本来就是先开环启动到一定转速才能检测到反电动势的呀,检测转子位置是为了调整电流环控制扭矩达 ...

果然是高手,几年的疑惑终于有了一个系统性的认识哈,万谢

出0入0汤圆

发表于 2018-7-2 08:57:04 | 显示全部楼层
qq335702318 发表于 2018-6-30 10:10
查了哪份资料提到PMSM有电刷?
PMSM只是BLDC的一个变种而已

不好意思,原意想说的是和步进电机比较,我修改一下

出0入0汤圆

发表于 2018-7-2 16:12:14 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2018-7-1 14:17
BLDC启动本来就是先开环启动到一定转速才能检测到反电动势的呀,检测转子位置是为了调整电流环控制扭矩达 ...

大师除了生孩子外,还有什么不懂的? 这就是传说中的学富五车呀

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-7-3 01:08:59 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2018-7-1 14:17
BLDC启动本来就是先开环启动到一定转速才能检测到反电动势的呀,检测转子位置是为了调整电流环控制扭矩达 ...

大师,我测试了下,买了个ST IHM001驱动板带的BLDC,有如下现象,请问能解释不哈:
1.当给其中三根线中的两根直接通电(5V-GND),会出现如下现象:
1.电机锁死,伴随有滋滋声音,当用手快速转动马达转子,则点机会转起来,一般多试几次都会成功转起来,而且转起来的速度非常快,估计千把转应该有。
2.有时候并没有锁死,(但是一般当电机上一次为未锁死状态,断电后再次上电还是没有锁死),当再次手动转动转子,电机还是会转起来。
3.通电后 电机直接转了起来,着这种情况很少见,仅仅出现过一次。

出0入618汤圆

发表于 2018-7-3 02:40:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 gzhuli 于 2018-7-3 02:43 编辑
qq302011 发表于 2018-7-3 01:08
大师,我测试了下,买了个ST IHM001驱动板带的BLDC,有如下现象,请问能解释不哈:
1.当给其中三根线中的 ...


BLDC线圈电阻一般几十到几百毫欧,静止时对于5V电源相当于短路,你确定你的5V电源输出短路时是什么状态?
一般电源输出短路保护方式是“打嗝”,也就是 通电 -> 过流保护 -> 通电 -> 过流保护 一直循环,输出是一个脉冲电压,所以你听到滋滋的声音。
当你快速转动电机,刚好和这个脉冲频率同步的时候,电机就可以维持旋转,但仅仅是能转而已,稍稍有点负载破坏同步状态就又回到锁死状态了。

最后我想说,缺乏周详考虑的实验观察到的错误表象,把自己的理解带到错误的方向,这样瞎折腾的意义是什么?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-7-3 08:38:06 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2018-7-3 02:40
BLDC线圈电阻一般几十到几百毫欧,静止时对于5V电源相当于短路,你确定你的5V电源输出短路时是什么状态? ...

确实是这样,手头只有万用表,测量了一下:连接标准电源5v,在非锁定状态下,实际的电压只有0.028V,手动让它转起来之后变为0.056V,大概以这个速度转了10秒左右,速度突然自动加快很多,测量电源输出电压变为0.25V。测试了一下电压频率,发现固定在1.115K,跟大师的分析完全吻合。

出0入0汤圆

发表于 2018-7-3 08:54:30 | 显示全部楼层
所以,还是要用PWM驱动MOS管 使BLDC旋转。

出0入0汤圆

发表于 2018-7-3 09:52:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 whj 于 2018-7-3 10:01 编辑
gzhuli 发表于 2018-7-3 02:40
BLDC线圈电阻一般几十到几百毫欧,静止时对于5V电源相当于短路,你确定你的5V电源输出短路时是什么状态? ...


真高手! 。突然感觉阿莫要给论坛搞个打赏功能,针对对这种高手,知识愿拿出来分享的,读者是应该给这种高手一些奖励的,这样高手以后也更愿意分享自己的知识。但是有可能这种高手也不在乎这点钱,但是可以代表读者对他的认可,认可也是一种成就。

出0入0汤圆

发表于 2018-7-4 20:58:20 来自手机 | 显示全部楼层
supertankhzt 发表于 2018-6-30 10:00
我查了下,航模常用的无刷电机应该就属于BLDCM,这种电机只能闭环控制,原因就在于“无刷”,除轴承外转子 ...

pmsm哪里来的电刷?

出0入25汤圆

发表于 2018-7-5 08:01:00 来自手机 | 显示全部楼层
多年前玩过。又给忘记了

出0入0汤圆

发表于 2022-8-8 16:22:06 | 显示全部楼层
膜拜大神
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