简要分析永磁无刷直流电机与永磁同步电机的差别

永磁无刷直流电机与永磁同步电机比较和分析

两者用的材料大体都一样,主要是设计上的不同.一般无刷直流电机设计的时候,气隙磁场是方波的(梯形波)而且平顶的部分越平越好,因此在极对数选择上一般选取整数槽集中绕组例如4极12槽,并且磁钢一般是同心的扇形环,径向冲磁. 并且一般装Hall传感器来检测位置和速度,驱动方式一般是六步方波驱动,用于位置要求不是很高的场合;

而永磁同步是正弦波气隙, 越正弦越好,因此极对数上选择分数槽绕组,如4极15槽,10极12槽等,磁钢一般是面包形,平行充磁, 传感器一般配置增量型编码器,旋转变压器,绝对编码器等.驱动i方式一般采用正弦波驱动,如FOC算法等.用于伺服场合。

你可以从内部结构, 传感器, 驱动器,以及应用场合判别.这种电机也可以互换使用,不过会使性能下降.对于大多数气隙波形介于两者之间永磁电机,主要看驱动方式.

无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢，经过磁路设计，可以获得梯形波的气隙磁密，定子绕组多采用集中整距绕组，因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈，必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术，构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波，逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。本质上，无刷直流电动机也是一种永磁同步电动机，调速实际也属于变压变频调速范畴。

通常说的永磁同步电动机具有定子三相分布绕组和永磁转子，在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦，外加的定子电压和电流也应为正弦波，一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式，也需要位置反馈信息，可以采用矢量控制（磁场定向控制）或直接转矩控制的先进控制策略。

两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。

最后纠正一个概念，“直流变频”实际上是交流变频，只不过控制对象通常称之为“无刷直流电机”

我的理解中，应该说BLDC和PMSM的差别真的难说，有时候取决于应用了。传统的说法是他们的反电动势不同，BLDC接近于方波，PMSM接近于正弦波。控制上来说BLDC一般使用6节拍的方波驱动，控制方波的相位和倒通时间，PMSM采用FOC。性能上来说BLDC的输出功率密度会大点，因为BLDC的转矩充分利用了谐波，也因此BLDC的谐波会严重点

1、无刷直流电机的电机本体：

定子绕组为集中绕组，永磁转子形成方波磁场；永磁同步电机的电机本体：定子绕组为分布绕组，永磁转子形成正玄磁场；

2、无刷直流电机的位置传感器：

低分辨率，60度分辨率，霍尔元件，电磁式、光电式；永磁同步电机的位置传感器：高分辨率,1/256,1/1024，旋转变压器，光码盘；

3、控制不同：

无刷直流电机：120度方波电流，采用PWM控制；

永磁同步电机：正玄波电流，采用SPWM SVPWM控制。

无刷直流电机：磁钢为方波充磁，控制电压PWM也为方波，电流也为方波。一个 电周期有6个空间矢量。控制简单，成本低，一般的MCU就可实现。

永磁同步电机：磁钢为正弦波充磁，反电动势也为正弦波，电流也为正弦波。一 般采用矢量控制技术，一个电周期一般最少会有18个矢量（当然越多越好），需要高性能的MCU或DSP才能实现。

直流伺服：这个范围就很广了啊。直流伺服，指直流电机再控制系统的控制下，根据控制指令（转速、位置、角度等）来进行动作，一般用于执行机 构。

一、传感器的不同：

直流无刷电机(BLDC)：位置传感器，如霍尔等；

永磁同步电机(PMSM)：速度和位置传感器，如旋转变压器、光电编码器等；

二、反电势波形不同：

BLDC ：近似梯形波（理想状态）；

PMSM ：正弦波（理想状态)

三、三相电流波形不同：

BLDC ：近似方波或梯形波（理想状态）；

PMSM ：正弦波（理想状态)

四、控制系统的区别：

BLDC：通常包括位置控制器、速度控制器和电流（转矩）控制器；

PMSM：不同控制策略的会有不同的控制系统；

五、设计的原理与方法上的区别：

BLDC：尽量拓宽反电势波形的宽度（使之近似为梯行波）；

PMSM：使反电势接近与正弦波；

体现在设计上主要是定子绕组、转子结构（如极弧系数）上的区别。