PMSM vs BLDC varikliai: Visas inžinerinis vadovas, kaip pasirinkti tinkamą pramoninės automatikos, robotikos ir elektrinių transporto priemonių variklį

Įvadas: tikrojo PMSM ir BLDC variklių skirtumo supratimas

Pramoninei automatikai, robotikai, medicininei įrangai, puslaidininkių gamybai ir elektra varomoms transporto priemonėms toliau tobulėjant, varikliai be šepetėlių tapo tinkamiausiu sprendimu didelio našumo judesio valdymui. Tačiau daugelis inžinierių, mašinų gamintojų ir pirkimo vadybininkų vis dar kovoja su vienu esminiu klausimu:

Ar turėčiau pasirinkti BLDC variklį ar PMSM variklį?

Sumišimas suprantamas. Abu varikliai naudoja nuolatinius magnetus , abu pašalina anglies šepetėlius ir abu reikalauja elektroninių valdiklių. Daugelis internetinių diskusijų – net tarp patyrusių inžinierių Reddit ir inžinerijos forumuose – prasideda tuo pačiu klausimu:

'Ar BLDC variklis nėra tik PMSM su kitu valdikliu?'

Atsakymas yra ir taip, ir ne.

Žvelgiant iš elektromagnetinės perspektyvos, tiek BLDC, tiek PMSM yra nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai, maitinami trifazių kintamosios srovės srovių , nors paprastai jie tiekiami iš nuolatinės srovės šaltinio per keitiklį. Tikrasis skirtumas slypi variklio konstrukcijoje, užpakalinės EMF charakteristikose, apvijų konstrukcijoje ir, svarbiausia, valdymo algoritme..

Pasirinkus netinkamą variklį, gali atsirasti:

• Didesnė vibracija ir sukimo momento bangavimas

• Padidėjęs veikimo triukšmas

• Mažesnis padėties nustatymo tikslumas

• Sumažintas efektyvumas esant nuolatinei apkrovai

• Didesnės priežiūros išlaidos per visą mašinos eksploatavimo laiką

Šiame išsamiame inžinerijos vadove paaiškinami skirtumai tarp BLDC vs PMSM palygina jų veikimo principus, analizuoja jų veikimą realiose programose ir pateikia praktines pasirinkimo rekomendacijas pramoninės įrangos gamintojams ir OEM dizaineriams.

Kas yra BLDC ir PMSM varikliai?

Brushless DC (BLDC) varikliai ir nuolatiniai magnetiniai sinchroniniai varikliai (PMSM) yra dvi plačiausiai šiuolaikiniame judesio valdyme naudojamų variklių technologijos. Jų galima rasti įvairiose srityse: nuo pramoninės automatikos ir robotikos iki medicinos prietaisų, elektrinių transporto priemonių (EV), puslaidininkinės įrangos ir plataus vartojimo elektronikos.

Nors jie dažnai aptariami kaip du atskiri variklių tipai, iš tikrųjų jie priklauso tai pačiai nuolatinių magnetų sinchroninių mašinų šeimai . Abu naudojami didelio našumo nuolatiniai magnetai ant rotoriaus ir trifazis statoriaus apvijos, kad sukurtų besisukantį magnetinį lauką. Skirtingai nuo tradicinių šepečių nuolatinės srovės variklių, nei BLDC, nei PMSM varikliams nereikia šepečių ar mechaninių komutatorių, todėl didesnis efektyvumas, mažesnė priežiūra, ilgesnis tarnavimo laikas ir geresnis patikimumas.

Vienas iš labiausiai paplitusių klaidingų nuomonių yra tai, kad BLDC variklis veikia nuolatine srove (DC) , o PMSM - kintamąja srove (AC) . Tiesą sakant, abu varikliai maitinami nuolatinės srovės maitinimo šaltiniu , kuris paverčiamas valdoma trifaze kintamosios srovės srove . elektroniniu keitikliu arba variklio tvarkykle Skirtumas slypi ne maitinimo šaltinyje, o variklio elektromagnetinėje konstrukcijoje ir jo valdymo būdu.

Kas yra BLDC variklis?

Bešepetėlis nuolatinės srovės variklis (BLDC) sukurtas su trapecijos formos atgaline elektrovaros jėga (Back-EMF) ir paprastai yra suporuotas su šešių pakopų komutacijos valdikliu. Daugumoje BLDC variklių yra koncentruotos statoriaus apvijos , užtikrinančios kompaktišką struktūrą, didelį paleidimo sukimo momentą ir ekonomišką gamybą.

Dėl paprasto valdymo metodo ir puikaus efektyvumo BLDC varikliai yra plačiai naudojami ten, kur sklandus veikimas mažu greičiu yra mažiau svarbus, įskaitant:

• Aušinimo ventiliatoriai ir ŠVOK sistemos

• Vandens siurbliai

• Elektriniai dviračiai ir motoroleriai

• Elektriniai įrankiai

• Komercinė virtuvės įranga

• Buitinė technika

• Konvejerių sistemos

BLDC varikliai siūlo puikų našumo ir kainos balansą, todėl jie yra populiarus pasirinkimas didelės apimties OEM programoms.

Jkongmotor ODM OEM pritaikyti Bldc variklių tipai

„Bldc Motor“ pritaikyta paslauga

Kaip profesionalus bešepetių nuolatinės srovės variklių gamintojas, turintis 13 metų Kinijoje, „Jkongmotor“ siūlo įvairius „bldc“ variklius su pritaikytais reikalavimais, įskaitant 33 42 57 60 80 86 110 130 mm, papildomai pasirenkamos pavarų dėžės, stabdžiai, kodavimo įrenginiai, bešepetėlių variklio tvarkyklės ir integruotos tvarkyklės.

Kas yra PMSM?

Nuolatinis magnetinis sinchroninis variklis (PMSM) yra suprojektuotas su sinusoidiniu užpakaliniu EMF ir paprastai naudoja paskirstytas statoriaus apvijas . Vietoj šešių pakopų komutavimo, PMSM paprastai valdomi naudojant į lauką orientuoto valdymo (FOC) algoritmą su erdvės vektoriaus impulso pločio moduliacija (SVPWM)..

Ši pažangi valdymo strategija leidžia varikliui pasiekti:

• Sklandus ir nuolatinis sukimo momento išėjimas

• Itin mažas sukimo momento pulsavimas

• Aukštas padėties nustatymo tikslumas

• Mažas veikimo triukšmas ir vibracija

• Puikus efektyvumas plačiame greičio diapazone

• Puikus dinaminis atsakas

Dėl šių priežasčių PMSM tapo pageidaujamu sprendimu sudėtingoms judesio valdymo programoms, tokioms kaip:

• Pramoninės servo sistemos

• Bendradarbiaujantys ir pramoniniai robotai

• CNC staklės

• Puslaidininkių gamybos įranga

• Medicininiai vaizdo ir diagnostikos prietaisai

• Automatizuotos valdomos transporto priemonės (AGV) ir autonominiai mobilieji robotai (AMR)

• Elektrinių transporto priemonių traukos sistemos

BLDC vs PMSM: ta pati šeima, skirtingas optimizavimas

Nors BLDC ir PMSM varikliai turi daug mechaninių panašumų, jie yra optimizuoti skirtingiems veikimo tikslams. BLDC variklis teikia pirmenybę paprastumui, įperkamumui ir patikimam veikimui , todėl jis idealiai tinka tais atvejais, kai svarbios išlaidos ir paprastas valdymas. Priešingai, PMSM sukurtas siekiant tikslumo, efektyvumo, sklandumo ir didelio dinaminio našumo , todėl jis yra tinkamiausias pasirinkimas pažangioms pramonės automatizavimo ir servosistemoms.

Šiandien skirtumas tarp šių dviejų technologijų tampa mažiau apibrėžtas. Vis dažniau naudojant FOC valdymo algoritmus , daugelis šiuolaikinių variklių be šepetėlių gali veikti sklandžiau nei tradicinės šešių pakopų sistemos. Valdiklio technologijoms toliau tobulėjant, inžinieriai daugiau dėmesio skiria visam varikliui ir pavaros sistemai , o ne tik variklio tipui, pasirinkdami derinį, kuris geriausiai atitinka programos tikslumo, efektyvumo, triukšmo ir bendro veikimo reikalavimus.

Išsamus techninis palyginimas: PMSM vs BLDC Motors

Rotoriaus ir statoriaus apvijų dizainas

Nors abiejuose varikliuose naudojami nuolatinio magneto rotoriai, jų statoriaus apvijų išdėstymas labai skiriasi.

BLDC variklio konstrukcija

BLDC varikliuose dažniausiai naudojamos koncentruotos apvijos.

Charakteristikos apima:

• Trapecijos formos nugaros EMF

• Paprastesnis vyniojimo procesas

• Mažesnės gamybos sąnaudos

• Didesnis sukimo momentas

• Labiau pastebimas sukimo momento bangavimas

Koncentruota apvija leidžia gamintojams ekonomiškai gaminti kompaktiškus variklius, tuo pačiu užtikrinant didelį paleidimo momentą.

Šis dizainas idealiai tinka:

• Aušinimo ventiliatoriai

• Siurbliai

• Elektriniai paspirtukai

• Elektriniai įrankiai

• Buitinė technika

PMSM variklių konstrukcija

PMSM varikliai paprastai naudoja paskirstytas statoriaus apvijas.

Ši konfigūracija sukuria:

• Beveik sinusoidinis nugaros EMF

• Tolygesnis magnetinio srauto pasiskirstymas

• Sumažintas harmoninis iškraipymas

• Mažesnė vibracija

• Didesnis sukimo momento lygumas

Dėl paskirstyto apvijų modelio PMSM varikliai pasiekia geresnę elektromagnetinę pusiausvyrą, todėl jie yra tinkamiausias sprendimas tiksliam judesio valdymui.

Įprastos programos apima:

• Pramoninės servo sistemos

• Bendradarbiaujantys robotai

• CNC staklės

• Puslaidininkinė įranga

• Medicininės vaizdo sistemos

• Elektrinių transporto priemonių traukos varikliai

Pagrindinis skirtumas: šešių žingsnių komutavimas ir FOC valdymo algoritmas

Svarbiausias skirtumas tarp BLDC ir PMSM variklių yra tai, kaip jie valdomi.

BLDC variklio valdymas: šešių žingsnių komutavimas

Tradicinės BLDC sistemos veikia naudodamos šešių pakopų komutaciją.

Veikimo metu:

• Vienu metu srovę teka tik dvi variklio fazės.

• Srovė staigiai keičiasi kas 60 elektros laipsnių.

• Rotoriaus padėtis paprastai aptinkama naudojant Hall jutiklius.

Privalumai apima:

• Paprastas valdiklio dizainas

• Maža techninės įrangos kaina

• Lengvas įgyvendinimas

• Greitas paleidimas

Tačiau kiekvienas perjungimo įvykis sukelia esamų nutrūkimų.

Rezultatas yra:

• Didesnis sukimo momento pulsavimas BLDC

• Mechaninė vibracija

• Garsinis perjungimo triukšmas

• Sumažintas glotnumas važiuojant mažu greičiu

PMSM valdymas: į lauką orientuotas valdymas (FOC)

Šiuolaikinėse PMSM sistemose naudojamas į lauką orientuotas valdymas (FOC) kartu su erdvės vektoriaus PWM (SVPWM).

Skirtingai nuo šešių pakopų komutacijos:

• Visos trys fazės yra nuolat maitinamos.

• Srovės vektoriai sukasi sklandžiai.

• Rotoriaus magnetinis srautas valdomas nepriklausomai.

• Sukimo momentas ir srautas atsiejami matematiškai.

Nauda yra didelė:

• Itin sklandus sukimo momento išėjimas

• Didesnis efektyvumas

• Mažesnė šilumos gamyba

• Puikus veikimas mažu greičiu

• Puikus dinaminis atsakas

• Sumažintas akustinis triukšmas

FOC tapo standartiniu valdymo algoritmu:

• Integruoti servo variklių sprendimai

• Aukštos klasės pramoninė automatika

• Tiksli robotika

• Elektrinės transporto priemonės

• Puslaidininkių gamybos įranga

BLDC ir PMSM palyginimo lentelė

Kodėl didelio našumo pramonės šakos pereina iš BLDC į PMSM

1. Sukimo momento bangavimo pašalinimas preciziškam judėjimui

Viena didžiausių tradicinių BLDC variklių trūkumų yra sukimo momento bangavimas.

Kiekvienas komutacijos įvykis sukelia staigų srovės pokytį.

Taip sukuriama:

• Mechaninis smūgis

• Veleno vibracija

• Padėties svyravimas

• Sumažintas judesio tikslumas

Daugeliui programų tai priimtina.

Kitiems tai tampa nepriimtina.

Pavyzdžiai:

• Chirurginiai robotai

• Puslaidininkinių plokštelių tvarkymas

• Tiksli optinė įranga

• Aukščiausios klasės fotoaparatų gimbalai

• Koordinačių matavimo mašinos

Šiose srityse net mikroskopinė vibracija turi įtakos gaminio kokybei.

valdomas PMSM FOC valdymo algoritmu generuoja nuolatinį elektromagnetinį sukimo momentą, smarkiai sumažindamas bangavimą ir užtikrindamas išskirtinai sklandų judėjimą.

2. Geresnis šiluminis našumas esant nuolatinei apkrovai

Variklio efektyvumas yra ne tik energijos taupymas.

Šiluma tiesiogiai veikia:

• Guolių gyvybė

• Magneto stabilumas

• Apvijų izoliacija

• Valdiklio patikimumas

Dėl trapecijos komutacijos tradiciniai BLDC varikliai sukuria papildomas harmonines sroves.

Šios harmonikos didėja:

• Vario praradimas

• Geležies praradimas

• Sūkurinės srovės praradimas

Kylant darbo temperatūrai, mažėja ilgalaikis patikimumas.

PMSM varikliai sumažina harmonikų kiekį, valdydami sinusoidinę srovę.

Privalumai apima:

• Žemesnė darbinė temperatūra

• Geresnis nuolatinio darbo pajėgumas

• Patobulintas perkrovos veikimas

• Ilgesnis tarnavimo laikas

Tai paaiškina, kodėl pramoniniuose servovarikliuose beveik išimtinai naudojama PMSM technologija.

3. Itin žemo triukšmo veikimas

Šiuolaikinės gamybos aplinkos vis dažniau reikalauja tylesnės įrangos.

Gamyklos, gaminančios:

• Medicinos prietaisai

• Laboratoriniai instrumentai

• Buitinė elektronika

• Puslaidininkiniai komponentai

turi sumažinti akustinį triukšmą.

Komutacijos metu BLDC varikliai skleidžia būdingus spragtelėjimus.

PMSM varikliai, veikiantys pagal FOC, atrodo beveik tylūs, nes elektromagnetinis sukimo momentas išlieka beveik pastovus viso sukimosi metu.

Daugelis inžinierių, atnaujinančių elektrines riedlentes iš trapecijos valdymo į VESC FOC režimą, iškart pastebi sklandesnį pagreitį ir žymiai tylesnį darbą.

Tas pats principas galioja ir pramoninėms servosistemoms.

Inžinerijos atrankos vadovas: pasirinkimas tarp BLDC ir PMSM

Pasirinkus bešepetį nuolatinės srovės (BLDC) variklį ir sinchroninį nuolatinio magneto variklį (PMSM), reikia daug daugiau nei palyginti sukimo momento ar greičio specifikacijas. Tinkamas pasirinkimas priklauso nuo programos veikimo reikalavimų, veikimo aplinkos, valdymo strategijos ir bendrų nuosavybės išlaidų. Variklis, kuris gerai veikia aušinimo ventiliatoriuje, gali netikti bendradarbiaujančiam robotui, kaip ir didelio tikslumo servovariklis gali būti nereikalingas paprastai konvejerio sistemai.

Šie inžineriniai svarstymai gali padėti originalios įrangos gamintojams, mašinų gamintojams ir projektavimo inžinieriams pasirinkti tinkamiausią variklių technologiją savo projektams.

1. Atsižvelkite į bendrą sistemos kainą, o ne tik į variklio kainą

Variklio pasirinkimas turėtų prasidėti įvertinus visas sistemos išlaidas , įskaitant variklį, valdiklį, grįžtamojo ryšio įrenginius, laidus, paleidimą ir ilgalaikę priežiūrą.

Tais atvejais, kai svarbiausia yra kaina, o judėjimo reikalavimai yra gana paprasti, BLDC variklis dažnai yra ekonomiškiausias sprendimas. Standartinis BLDC variklis suporuotas su Hall jutikliu ir šešių pakopų tvarkykle užtikrina patikimą veikimą ir nesudėtingą valdymo architektūrą.

Įprastos programos apima:

• Pramoniniai ir komerciniai ventiliatoriai

• Vandens ir cirkuliaciniai siurbliai

• Oro kompresoriai

• Vejos ir sodo technika

• Medžiagų konvejeriai

• Maisto perdirbimo mašinos

• Komercinė virtuvės technika

Kita vertus, jei programa reikalauja didelio tikslumo, sklandaus judesio ar pažangaus greičio valdymo, investuojant į PMSM pagrįstą sistemą galima žymiai pagerinti mašinos veikimą ir laikui bėgant sumažinti eksploatavimo išlaidas. Nors pradinės investicijos yra didesnės, geresnis efektyvumas, mažesnė vibracija ir mažesnė priežiūra dažnai užtikrina geresnę grąžą per visą įrangos tarnavimo laiką.

2. Įvertinkite padėties nustatymo tikslumą ir judesio tikslumą

Judėjimo tikslumas yra vienas didžiausių skirtumų tarp BLDC ir PMSM.

Tradiciniai BLDC varikliai, naudojantys šešių pakopų komutaciją, patiria sukimo momento svyravimus fazių perjungimo metu. Nors šie svyravimai yra priimtini nuolatiniam sukimuisi, jie gali turėti įtakos padėties nustatymo tikslumui ir mažo greičio stabilumui.

Programoms, kurioms reikalingas tikslus judesio valdymas, PMSM su į lauką orientuotu valdymu (FOC) . tinkamiausias sprendimas yra Išlaikant nuolatinį rotoriaus magnetinio lauko valdymą, FOC užtikrina sklandų sukimo momentą ir labai tikslų padėties valdymą.

PMSM varikliai idealiai tinka tokioms reikmėms kaip:

• Pramoninės servo sistemos

• CNC apdirbimo centrai

• SCARA ir šarnyriniai robotai

• Puslaidininkinių plokštelių tvarkymo įranga

• Išrinkimo ir padavimo mašinos

• Automatinės optinės patikros sistemos

• Medicininė vaizdo gavimo įranga

Kartu su didelės skiriamosios gebos magnetiniais koduotuvais , optiniais arba absoliučiais koduotuvais PMSM gali pasiekti išskirtinį pakartojamumą ir padėties nustatymo tikslumą, todėl jie yra būtini tikslioje automatizacijoje.

3. Suderinkite variklį prie reikalaujamo greičio diapazono ir dinaminio atsako

Daugeliui šiuolaikinių automatikos sistemų reikia daugiau nei pastovaus greičio. Programos dažnai apima greitą įsibėgėjimą, dažną paleidimą ir sustojimą bei stabilų veikimą plačiame greičio diapazone.

BLDC varikliai užtikrina gerą pagreitį ir puikiai tinka naudoti, kai greičio kitimas yra nedidelis. Tačiau jie tampa mažiau efektyvūs ir sunkiau sklandžiai valdomi esant ypač mažam arba labai dideliam greičiui.

PMSM siūlo aiškų pranašumą, nes palaiko pažangias valdymo funkcijas, tokias kaip lauko susilpnėjimo valdymas , leidžiantis varikliui veikti virš bazinio greičio, išlaikant stabilias sukimo momento charakteristikas. Kartu su FOC, PMSM taip pat užtikrina greitesnį dinaminį atsaką ir geresnį greičio reguliavimą keičiantis apkrovoms.

Dėl to PMSM ypač tinka:

• AGV ir AMR pavaros sistemos

• Elektrinių transporto priemonių traukos varikliai

• Didelės spartos pramoniniai velenai

• Pakavimo mašinos

• Tekstilinė įranga

• Spausdinimo ir konvertavimo mašinos

• Automatizuotos logistikos sistemos

Taikomoms programoms, kurioms reikalingas didelis sukimo momentas esant mažam greičiui ir patikimas veikimas dideliu greičiu, PMSM technologija suteikia daugiau lankstumo.

4. Apsvarstykite šiluminį našumą ir nuolatinį veikimą

Šiluma yra vienas iš pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos variklio eksploatavimo trukmei ir efektyvumui.

BLDC varikliai, veikiantys su šešių pakopų komutacija, generuoja didesnes harmonines sroves, kurios padidina vario ir geležies nuostolius esant nuolatinei apkrovai. Esant sudėtingoms eksploatavimo sąlygoms, tai gali sukelti aukštesnę temperatūrą ir sumažinti ilgalaikį patikimumą.

PMSM, varomi sinusoidine srove per FOC, sukuria sklandesnį elektromagnetinį sukimo momentą ir mažiau harmoninių nuostolių. Dėl to jie paprastai veikia žemesnėje temperatūroje tomis pačiomis apkrovos sąlygomis.

Programoms, kurioms reikalingas nuolatinis veikimas, ypač naudinga PMSM technologija, įskaitant:

• Pramoniniai siurbliai

• Kompresoriai

• Automatizuotos gamybos linijos

• Puslaidininkių gamybos įranga

• Medicinos laboratorinė įranga

• Elektrinių transporto priemonių varymo sistemos

Žemesnė darbinė temperatūra padeda pailginti guolio tarnavimo laiką, išsaugoti magneto veikimą ir pagerinti izoliacijos patikimumą, o tai galiausiai sumažina priežiūros išlaidas.

5. Įvertinkite triukšmo ir vibracijos reikalavimus

Triukšmas ir vibracija tampa vis svarbesni dizaino aspektai, ypač pramonės šakose, kur įranga veikia šalia personalo arba jautrių prietaisų.

Staigūs srovės perėjimai, susiję su šešių pakopų BLDC valdymu, sukuria sukimo momento bangavimą , kuris gali sukelti garsinį triukšmą ir mechaninę vibraciją.

Nors tai priimtina daugeliui pramonės sričių, ji gali neatitikti aukščiausios klasės įrangos reikalavimų.

PMSM naudojant FOC užtikrina beveik nuolatinį sukimo momentą, todėl:

• Mažesnis akustinis triukšmas

• Sumažinta mechaninė vibracija

• Patobulinta paviršiaus apdaila apdirbant

• Didesnis stabilumas važiuojant mažu greičiu

• Patobulinta vartotojų ir medicinos produktų patirtis

Mažo triukšmo veikimas yra ypač vertingas:

• Medicinos prietaisai

• Laboratorijos automatika

• Bendradarbiaujantys robotai

• Kameros stabilizavimo sistemos

• Tikslioji tikrinimo įranga

• Puslaidininkių gamyba

6. Pasirinkite tinkamą atsiliepimų sistemą

Variklio veikimas yra glaudžiai susijęs su jo grįžtamojo ryšio sistemos kokybe.

BLDC varikliuose dažniausiai naudojami Holo efekto jutikliai pagrindiniam rotoriaus padėties aptikimui. Holo jutikliai užtikrina patikimą komutaciją ir yra pakankami tais atvejais, kai nereikia tikslaus padėties nustatymo.

PMSM dažnai apima pažangesnius grįžtamojo ryšio įrenginius, įskaitant:

• Inkrementiniai kodavimo įrenginiai

• Absoliutus kodavimo įrenginiai

• Magnetiniai kodavimo įrenginiai

• Optiniai kodavimo įrenginiai

• Resolver grįžtamojo ryšio sistemos

Šie jutikliai įgalina uždarojo ciklo servo valdymą su didesniu tikslumu, greitesniu atsaku ir geresniu trikdžių atmetimu, todėl yra būtini tiksliam automatizavimui.

7. Atsižvelkite į darbo aplinkos ir patikimumo reikalavimus

Taikymo aplinka vaidina svarbų vaidmenį pasirenkant variklį.

Nesvarbu, ar renkasi BLDC ar PMSM variklį, inžinieriai turėtų įvertinti gamybos kokybę ir aplinkos apsaugos ypatybes, įskaitant:

• Aukštos temperatūros izoliacijos sistemos

• IP apsauga nuo dulkių ir drėgmės

• Atsparumas druskos purškimui korozinėje aplinkoje

• Tiksliai subalansuoti rotoriai

• Automatiniai statoriaus apvijų procesai

• Vakuuminis slėginis impregnavimas (VPI)

• Aukštos kokybės guoliai prailgina tarnavimo laiką

Pramoninėms reikmėms, veikiančioms atšiaurioje aplinkoje, pvz., kasyboje, jūrinėje įrangoje, maisto perdirbime ir lauko automatizavimui, reikalingi varikliai, sukurti ilgalaikiam patvarumui, o ne tiesiog dideliam našumui.

8. Think Beyond the Motor: pasirinkite Complete Motion Control Solution

Šiandieninėje automatikos pramonėje variklis yra tik vienas iš visos judesio valdymo sistemos komponentų.

Sėkmingas dizainas taip pat priklauso nuo:

• Variklio vairuotojų suderinamumas

• Valdymo algoritmai

• Ryšio protokolai (CANopen, EtherCAT, Modbus ir kt.)

• Kodavimo įrenginio integravimas

• Programinės įrangos derinimo galimybės

• Sistemos diagnostika

• Ateities mastelio keitimas

Daugeliui pažangių programų integruotas servovariklio sprendimas – sujungiantis variklį, tvarkyklę, kodavimo įrenginį ir valdiklį į vieną kompaktišką įrenginį – gali sumažinti laidų sudėtingumą, supaprastinti montavimą, pagerinti patikimumą ir sutrumpinti mašinos paleidimo laiką.

Greito pasirinkimo vadovas

Galutinė rekomendacija

Nėra universalaus „geriausio“ variklio – tik geriausias variklis konkrečiam pritaikymui. BLDC varikliai išlieka idealiu pasirinkimu ekonomiškoms sistemoms, kurioms reikalinga patikima greičio kontrolė ir paprastas įgyvendinimas. PMSM , ypač suporuoti su pažangiu FOC valdymo algoritmu , puikiai tinka programose, kurioms reikalingas didelis tikslumas, sklandus sukimo momentas, mažas triukšmas, puikus efektyvumas ir greitas dinaminis atsakas.

OEM ir įrangos gamintojams, kuriantiems naujos kartos automatizavimo sistemas, įvertinus visą judesio valdymo sprendimą , įskaitant variklį, valdiklį, grįžtamojo ryšio įrenginį ir taikomųjų programų reikalavimus, bus sukurtas patikimesnis, efektyvesnis ir tinkamesnis ateityje.

Atvirojo kodo bendruomenės pamokos

SimpleFOC ir VESC demokratizuoja PMSM valdymą

Prieš dešimtmetį norint įdiegti FOC, reikėjo brangių DSP valdiklių ir gilių matematinių žinių.

Šiandien atvirojo kodo platformos, tokios kaip SimpleFOC ir VESC, smarkiai sumažino mokymosi kreivę.

Inžinieriai dabar gali sukurti pažangias PMSM valdymo sistemas naudodami prieinamą MCU, įskaitant:

• STM32

• ESP32

• Su Arduino suderinami valdikliai

Šios sistemos automatiškai apdoroja:

• Klarko transformacija

• Parko transformacija

• Erdvės vektorius PWM

• Srovės kilpos valdymas

• Pozicijos įvertinimas

Kūrėjai gali sutelkti dėmesį į mašinų dizainą, o ne į variklio matematiką.

Įperkamos BLDC aparatinės įrangos pavertimas didelio našumo judesio sistemomis

Daugelis mėgėjams skirtų išorinių variklių, iš pradžių parduodamų kaip BLDC varikliai, dabar veikia nepaprastai sklandžiai, kai suporuojami su FOC valdikliais.

Tai rodo svarbią pramonės tendenciją.

Vis dažniau valdiklis apibrėžia našumą taip pat, kaip ir pats variklis.

Sudėtinga programinė įranga gali atrakinti tikslumą, kai ji skirta aukščiausios kokybės pramoninėms servo sistemoms.

Ateities tendencijos: riba tarp BLDC ir PMSM tampa mažiau ryški

Kadangi mikrovaldikliai tampa galingesni ir prieinamesni, pažangūs valdymo algoritmai sparčiai pakeičia tradicinį šešių žingsnių komutavimą.

Gamintojai vis dažniau taiko:

• FOC be jutiklių

• Integruoti servo variklių sprendimai

• AI padedamas variklio derinimas

• Nuspėjamas šilumos valdymas

• Skaitmeninis dvynių optimizavimas

Užuot klausę, ar variklis yra BLDC ar PMSM, inžinieriai vis dažniau vertina visą judesio valdymo sprendimą , įskaitant variklio dizainą, kodavimo technologiją, valdiklio intelektą ir taikomųjų programų reikalavimus.

Didelio tikslumo automatizavimui PMSM su FOC valdymu tampa pageidaujamu pramonės standartu. Tuo tarpu BLDC varikliai ir toliau teikia išskirtinę vertę sąnaudoms jautrioms, didelės apimties programoms, kuriose paprastumas ir patikimumas išlieka pagrindiniais tikslais.

Dažnai užduodami klausimai (DUK)

1. Ar BLDC vairuotojas gali valdyti PMSM variklį?

Kai kuriais atvejais – taip. Tačiau tradicinė šešių pakopų BLDC tvarkyklė negali visiškai išnaudoti PMSM variklio sklandaus sukimo momento, efektyvumo ir tikslumo. Siekiant optimalaus veikimo, PMSM turėtų būti suporuotas su FOC suderinamu valdikliu.

2. Kodėl daugelis inžinierių teigia, kad BLDC varikliai iš tikrųjų yra kintamosios srovės varikliai?

Nors BLDC varikliai maitinami iš nuolatinės srovės maitinimo šaltinio, valdiklis nuolatinę įtampą paverčia trifazėmis kintamosiomis srovėmis . Variklio požiūriu, tiek BLDC, tiek PMSM yra sinchroninės kintamosios srovės mašinos su nuolatinio magneto rotoriais.

3. Kuris variklis yra geresnis pramoninėms servosistemoms?

Tais atvejais, kai reikalingas didelis padėties nustatymo tikslumas, sklandus veikimas mažu greičiu, minimalus sukimo momento bangavimas ir puikus dinaminis atsakas, PMSM varikliai su FOC valdymu išlieka tinkamiausiu sprendimu. BLDC varikliai geriau pritaikyti tais atvejais, kai kaina, paprastumas ir tvirtas veikimas yra svarbesni nei itin didelis tikslumas.

Bendradarbiaukite su patyrusiu judesio valdymo gamintoju

pasirinkimas BLDC variklio ir PMSM variklio yra daugiau nei specifikacijų palyginimas – reikia suderinti variklį, valdiklį, grįžtamojo ryšio įrenginį ir taikomosios programos poreikius, kad būtų sukurta visa judesio valdymo sistema.

Turėdamas daugiau nei 15 metų variklių gamybos ir judesio valdymo patirtį, , „Jkongmotor“ teikia pritaikytus BLDC variklius, , PMSM variklius , , integruotus servovariklius , pavarų variklius ir visus judesio valdymo sprendimus, skirtus pramoninei automatikai, robotikai, puslaidininkinei įrangai, medicinos prietaisams, AGV, AMR ir elektriniam mobilumui.

Nesvarbu, ar kuriate naują mašiną, ar atnaujinate esamą sistemą, mūsų inžinierių komanda gali padėti pasirinkti efektyviausią, patikimiausią ir ekonomiškiausią variklio sprendimą. Susisiekite su Jkongmotor šiandien, kad aptartumėte savo programą ir sužinotumėte, kaip tinkamas nuolatinio magneto variklis gali pagerinti jūsų mašinos veikimą, efektyvumą ir ilgalaikį patikimumą.