一、无刷直流电动机的主要技术数据
(1)电动机常数km。是电动机的一个品质指标，单位为n·m／w1／2对于一个给定体积的电动机而言，km值越高，电动机的功率就越大。
(2)电动势常数ke。指在单位转速下电枢绕组所感应产生的电压，ke=ctφδ。
(3)力矩常数kt。指在单位电枢电流下所产生的电磁转矩，又称为力矩灵敏度，kt=ctφδ
(4)电气时间常数τe指当给电枢绕组施加单位阶跃输入电压后，电枢电流达到63％稳态值所需要的时间。
(5)峰值力矩l。指在冷态(20℃)条件下，在10s之内电枢绕组的温度不超过****允许值的情况下，电动机所能安全产生的力矩。当然．产生峰值力矩时也不应超出永磁体所允许的****去磁磁动势。
(6)连续堵转力矩tcs指在转子被堵转和无限长的时间周期内电枢绕组的温度不超过****允许值的条件下．电动机所能安全产生的力矩。连续堵转力矩是在规定的安装条件下，如安装在什么形状、么尺寸和由什么材料制成的散热板上测量得到的数值。 
二、无刷直流电动机与永磁同步电动机的比较
无刷直流电动机将电子线路与电机融为一体，把先进的电子技术、微机控制技术应用于电机领域，是典型的机电一体化产品，促进了电机及控制技术的发展。无刷直流电动机属于永磁式电动机。目前，在自动控制系统中普遍使用的永磁电动机有两大类．即无刷直流电动机和永磁同步电动机。这里将两者的主要区别进行比较，以供参考。
1．设计理念
设计无刷直流电动机的出发点是用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极，将原直流电动机的转子电枢变为定子，图6 13所示为无刷直流电动机演变示意图。有刷直流电动机是依靠机械换向器将直流电流转换为近似梯形波的交流．而bdcm是将方波电流(实际上也是梯形波)直接输入定子，其好处就是省去了机械换向器和电刷，也称为电子换向。为产生恒定电磁转矩，要求系统向bdcm输入三相对称方波电流，同时要求bi)cm的每相感应电动势为梯形波，因此也称bdcm为方波电动机；而设计永磁同步电动机的出发点是直接用永磁体取代电励磁同步电动机转子上的励磁绕组，以省去励磁线圈、滑环和电刷． 
图6—14所示为永磁同步电动机演变示意图。pmsm的定子与电励磁同步电动机基本相同。要求输入定子的电流仍然是三相正弦的。为产生恒定电磁转矩，要求系统向pmsm输入三相对称正弦电流，同时要求pmsm的每相感应电动势为正弦波，因此也称pmsm为正弦波电动机。 
2．结构形式
由于气隙磁密等的波形不同(见图6—15)。两者定、转子的结构均有所差别。无刷直流电动机的定子通常采用整距集中绕组，转子永磁体则采用表面瓦片式结构．永磁体厚度均匀；而永磁同步电动机的定子采用短距分布绕组，转子永磁体主要有两类，即表面永磁体结构和内置永磁体结构。这两种结构均可确保气隙磁密的波形接近正弦。
3．控制方式
当由变频电源供电时．永磁同步电动机可在开环控制下调速运行．起动时转子上无需另装起动绕组。若转轴上装有位置传感器，则可构成基于位置反馈、闭环控制的自控式永磁同步电动机；无刷直流电动机的转轴上一般装有位置传感器，并做成自控式。目前，永磁电动机无传感器控制技术也得到了很大的发展。如bdcm的电动机端电压检测法、定子三次谐波电压检测法和pmsm的电感变化凸极效应法、扩展卡尔曼滤波状态估计法等。但是，没有外加转子位置传感器，并不意味着不需要检测转子的位置，而是不使用额外的装置，转而采用别的方法来得到转子位置信号，这样既能降低成本，又能提高可靠性。
4．电磁转矩
永磁同步电动机利用旋转变压器或旋转编码器连续检测转子位置，并根据转子的转速随时调整定子侧逆变器的控制频率，以确保定子旋转磁动势与转子永磁体磁动势同步，因此所产生的电磁转矩基本上是恒定的；而无刷直流电动机则仅需检测转子的若干位置即可，根据这些位置便可决定定子侧逆变器开关器件的通断时刻，从而保证定子旋转磁动势在平均意义上与转子永磁体磁动势同步，因此所产生的电磁转矩存在一定的脉动。
5．功率密度
从体积和重量角度看。无刷直流电动机的功率密度要比永磁同步电动机高，其功率密度一般是永磁同步电动机的]．15倍，这主要归因于无刷直流电动机是方波电动机．其磁密有效值与幅值的比值要比永磁同步电动机高，单位峰值电流所产生的电磁转矩(或输出功率)较大。
6．应用场合
无刷直流电动机的转速是通过调节直流端的电压来控制的，故控制系统比较简单，价格较便宜但是由于换向会引起转矩脉动。使系统的稳定性和动态性能稍差，调速范围也较窄，故多应用于对运行性能要求不是很高，体积及重量受限的场合；而永磁同步电动机通常采用正弦波脉宽调制(spwm)的变频电源供电，相对来讲其控制系统较为复杂，价格较贵，但是它基本上属于旋转磁场式电动机，转矩脉动小-转速稳定性较高，特别是这种电动机可以实现电磁转矩的矢量控制或直接控制，系统动态性能好．因此适用于要求高精度控制和宽调速范围的场合。
|
