有感控制,用着心里踏实,对于关键领域还是更合适一些,当然,很多人认为无感控制成本更低,价格优势更明显,这不容否认,不同场景,综合考虑吧,比如在一个风扇散热系统中,当风扇工作异常时,可以通过检测散热点的温度,超出工作温度范围报警或停止工作,避免异常进一步扩大,也可以通过风扇的转速反馈,确定风扇是否在正常工作,转速异常时,报警。
无刷电机的有感或无感控制
有感和无感控制的选择在我们实际使用中一般就考虑2点,好用和成本。
1.需要精确控制肯定选用有感控制,如机床电机、插芯机等。控制定位精确,但有传感器及检测电路,有寿命问题。成本相对较高。
2.不需要精确控制的选择无感控制,如电吹风、扫地机、车用雨刮器、水泵、门控电机、空调内机、玩具车等。控制电路简单、稳定。安全可靠,成本低。
如何选择无刷电机的有感或无感控制?
什么是有感?
在有感无刷中的有感是指“霍尔传感器”,那么什么是“霍尔”呢?霍尔是指的霍尔效应,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。简单来说,就是通过霍尔传感器,无刷驱动器可以明确知道无刷电机的转子的位置。
什么是无感?
在无感无刷中的无感是指“无霍尔传感器”,在没有直接反馈的情况下,无感无刷电机只能通过间接方式获取电机转子位置,常见的方法有反电动势法、电感法、磁链法、高频脉冲法及其它智能方法,应用最多的是反电动势法。
无感无刷电机在启动时因为不知道转子磁极方位,只能随机变换电流去驱动电机,相似于“蒙”,总有一个时分转子会滚动起来,而转子滚动起来之后,就能靠线圈上的电流改变来核算转子的方位,然后操控电流与方向。这就是为什么无感无刷在起步时,总是有“咔咔咔"的症状。
与有感无刷则不同,有了传感器,驱动器从一开机就知道转子磁极方位,直接就能给对应的线圈供给对应的电流,以驱动转子。可是电流很小时,电机就会发出持续的"吱吱吱"的声响。这就是为什么有感电机在低速时会听到持续地"吱吱吱"的声响,而无感无刷则不会。
有感无刷的优缺点
优点:电机的线性更佳,速度稳定性强,响应性高。
缺点:造价高,且不容易做防水。受霍尔传感器局限,容易受到干扰,让驱动器接收到错误信息而导致故障,故而驱动器到电机的线长限制一般在5米以内。
无感无刷的优缺点
优点:没有传感器,成本更低,线长不因霍尔因素影响而受到限制。
缺点:线性不如有感无刷电机,另外在市面上的驱动器因为转速没有准确的反馈,误差会在±20转以上。带载、满载启动容易抖动或启动失败。
有刷电机与无刷电机调速方式的区别
实际上两种电机的控制都是调压,只是由于无刷直流采用了电子换向,所以要有数字控制才可以实现了,而有刷直流是通过碳刷换向的,利用可控硅等传统模拟电路都可以控制,比较简单。
1、有刷马达调速过程是调整马达供电电源电压的高低。调整后的电压电流通过整流子及电刷地转换,改变电极产生的磁场强弱,达到改变转速的目的。这一过程被称之为变压调速。
2、无刷马达调速过程是马达的供电电源的电压不变,改变电调的控制信号,通过微处理器再改变大功率MOS管的开关速率,来实现转速的改变。这一过程被称之为变频调速。
带霍尔无刷电机也叫有感无刷电机(一般在无人机领域这么叫),其特点是通过电机内的霍尔元件感应转子的状态和位置。
无刷电机霍尔传感器是无刷电机的重要组成部分,它能够感测转子位置、控制电机转速和转向,具有高精度、高可靠性和高效率的特点。所以带霍尔无刷电机不容易受到外部干扰,判断也比较准确。有感电机在静止的状态下就能知道转子的位置。
不带霍尔无刷电机(无感无刷电机)是通过电调反电动势信号判断转子位置换相。其定子上的线圈会产生一个旋转磁场,这个磁场与转子上的永磁铁相互作用,从而使转子运转起来。在这里插入图片描述
无感无刷电机 的优点是高效,低噪音和低功耗,结构简单,成本低,主要用在航模上。
而无感电机要转动起来才能判断,所以无感电机刚起步的时候会抖,而且低速状态下比较难控制,所以无感无刷电机启动扭力没有有感无刷电机好
有感无感的区分标准是看电机本身是否装有位置传感器,一般是霍尔传感器,也称为有感无刷电机或无感无刷电机。从外观上判断可以看电机出线的数量,一般有感无刷电机为八根线(电机线出线三根,传感器出线五根),因有霍尔元件需要;无感无刷电机为三根线(只有三根电机线)。
有感控制的优点在于控制精度高、稳定性好,电机运转更加平稳、噪声更小、效率更高。适用于对电机性能要求较高的应用场景。
缺点主要是成本和复杂度稍高,其次,由于霍尔传感器是易损件,一旦损坏或失效,就会导致电机无法正常运转,需要更换传感器或整个电机。此外,有感控制还需要控制器具备较高的处理能力和精度,以实现对电机转子位置的准确检测和控制。
无感控制不需要额外的传感器,因此可以降低成本,并且减少了因传感器损坏而导致的问题。然而,无感控制的控制精度和稳定性可能不如有感控制,因为估算转子位置的方法可能受到一些因素的影响,如电机参数的变化、负载的变化等。
看MPS的解决方案,采用无感控制也能有很好的精度,看来控制算法做的相当好了!
主要还是性能和成本之间的权衡。更关心成本,对性能可以适当降低要求,就选无感。对性能要求高,就选有感。
主要取决于以下几个因素:
- 控制复杂度:有感控制简单一些,而无感控制需要更复杂的控制算法和硬件要求更高的驱动器。
- 成本和空间:有感控制需要额外的传感器,会增加成本和空间。
- 运行环境:无感控制能更好地适应恶劣的环境。
- 启动和低速性能:有感控制在启动和低速时的性能较好。
无感电机控制时,在电机启动时需要输出高频的正反转驱动信号给电机的定子,然后根据反馈信号来判断转子的位置和驱动方向。如果产品采用变速箱或者应用中电机启动时可以短时间内正反转的话可以采用无感方案。
其实个人比较偏向于有感,因为有感可以更加直观做判断,对于控制也有更好的依据,无感的话相当于就是一个开环的控制,整体的更像是不可控的一个东西,所以个人还是偏向有感。
无感无刷电机的优点是高效,低噪音和低功耗,结构简单,成本低,无感电机刚起步的时候会抖,而且低速状态下比较难控制;
有感无刷电机不容易受到外部干扰,判断也比较准确,有感电机在静止的状态下就能知道转子的位置。
有感就是具备外部的霍尔传感器等;无感就是FOC控制,级利用电机的定子电流波形来计算电机的位置信息。
有感的主要优势是基于霍尔传感器的稳定性,在具备干扰或者低频下具备更好的稳定性和精度;缺点是成本较高。
无感的主要优势是节省了霍尔传感器,成本低;但是由于其基于定子电流,在低频下或者干扰比较大的环境下,精度和稳定性较差。
无刷电机采用无感或者有感控制很多时候取决于应用产品,比如洗衣机就采用无感控制,因为洗衣机在启动时可以让电机正/反转几下以便确定转子的位置。但是电动工具目前主要还是采用的有感控制,尤其是涉及到安全性的钉枪,上电后电机不能随意转动
医疗行业对于电机的控制精度要求较高,还多运行噪音有一定要求。
在实际产品设计中,经常要用到无刷电机,这时候你是该选择带霍尔无刷电机还是不带霍尔无刷电机,此时就需要知道他们之间的区别。
所以无感顾名思义就是没有感知传感器,这样可以降低成本。但会牺牲精度和稳定性。
有感那当然就精度提高,稳定性变好,成本自然上升一点。
至于如何选择,那就看你的需求吧。
比如你做个低成本的玩具,那必须是考虑成本。
你做个无人机天上飞,那稳定性和精度都是十分重要的。
电机是个大家族,有MPS这样的专业专注产品,学习,应用起来就简单多了。
持续跟进话题。。。
现在的单片价格下降,性能提升后,无感是一直趋势吧,使用无感,可以提高精度,增加电机的工作时间长度。但是对软件的要求就比较高。
无刷电机霍尔传感器是无刷电机的重要组成部分,它能够感测转子位置、控制电机转速和转向,具有高精度、高可靠性和高效率的特点。所以带霍尔无刷电机不容易受到外部干扰,判断也比较准确。有感电机在静止的状态下就能知道转子的位置。
不带霍尔无刷电机(无感无刷电机)是通过电调反电动势信号判断转子位置换相。其定子上的线圈会产生一个旋转磁场,这个磁场与转子上的永磁铁相互作用,从而使转子运转起来。
有感无刷电机和无感无刷电机各有其优缺点。有感无刷电机具有更大的功率范围调节,但控制较为繁琐,体积会大,可能会产生nois,且如果传感器出现故障,可能会影响电机的安全性。而无感无刷电机虽然功率调节范围较小,但控制简单,体积小巧,不会产生nois,可以更好地保证电机的安全。因此,在选择无刷电机的有感或无感控制时,应根据具体的应用需求和设计考虑。
如果电机控制算法可以做的很精确可以采用无感FOC方式控制无刷电机,否则还是采用有感的方案吧。
低成本的无刷电机控制器基本都采用的是无感的控制方法,不过控制精度取决于电机控制算法。高精度的主要还是用的有感的控制。