Как можно получить синусоидальную противоЭДС в СДПМ и трапециевидную противоЭДС в БЭПТ? В чем отличия обмотки?

Магниты и поверхности полюсов могут иметь форму и расположение для достижения более «трапециевидной» обратной ЭДС. Различные схемы намотки также могут оказывать влияние.

Однако я подозреваю, что согласование обратной ЭДС с формой волны привода часто не выполняется, потому что реальные формы обратной ЭДС BLDC повсюду. Вот некоторые следы осциллографа, показывающие междуфазные формы сигналов 3 двигателей, которые я тестировал (вертикальные импульсы - это ШИМ-управление, обратная ЭДС - это средняя форма волны, которая возникает, когда фазы не управляются): -

Все они представляют собой небольшие двигатели BLDC «in-runner» мощностью 100–300 Вт, предназначенные для приведения в действие радиоуправляемых моделей самолетов. Первые два двигателя имеют стальные статоры с прорезями. Один производит близкую к трапециевидной противо-ЭДС, другой и близко к ней не приближается.

Последний след от двигателя без сердечника без железа, что объясняет его почти идеальную синусоидальную обратную ЭДС. Несмотря на «субоптимальную» форму обратной ЭДС, этот двигатель (весом всего 28 граммов) выдает 90 Вт при 60 000 об/мин с КПД 83%.

Сначала необходимо рассмотреть общую конструкцию двигателя. Это включает в себя, является ли воздушный зазор радиальным или осевым, имеет ли двигатель внутренний или внешний ротор и используется ли конструкция с кулачковым полюсом или обычная конструкция.

Для обычного двигателя с внутренним ротором следует учитывать следующие конструктивные особенности: Влияние обмотки статора на форму волны обратной ЭДС определяется тем, как обмотки статора распределены по пазам ротора, числом пазов ротора на полюс, диаметр пазов и угол наклона пазов. Конструкция ротора также влияет на форму волны обратной ЭДС. Соответствующие факторы включают использование внутренних постоянных магнитов по сравнению с поверхностными постоянными магнитами, угол наклона магнитов и геометрию магнитов.

Повторная проверка вопроса

Конфигурация рассматриваемой конструкции, по-видимому, имеет внешний ротор, представляющий собой кольцо из однородного материала, намагниченное по чередующейся схеме NS. В результате магниты не имеют четких краев. Это привело бы к смягчению края результирующей формы сигнала bemf, сделав его более синусоидальным.

Внутренний статор мог бы иметь несколько распределенных обмоток, но недостаточно места для множества вариантов количества пазов или рисунка обмотки.

Распределение потока, вероятно, далеко от синусоидального, но в конструкции достаточно факторов, подавляющих гармоники более высокого порядка, чтобы ток выглядел несколько более синусоидальным, чем трапециевидным.

Большинство двигателей ближе к синусоидам, чем к трапециевидным формам волны. (если вы найдете сильно трапециевидную форму, сообщите мне об этом!) Разница заключается в пространственном распределении обмоток. Производитель может спроектировать обмотки статора в BLDC, чтобы они были синусоидальными или несинусоидальными.

В этом случае, как я могу рассчитать постоянную обратную ЭДС.

Очень просто. При отключенном двигателе от электроники привода:

• Вращение двигателя с постоянной скоростью (обычно 1000 об/мин, но может быть любой, если она ниже номинальной скорости двигателя, но не слишком ниже ее)
• Измерьте среднеквадратичное напряжение между любыми двумя клеммами с помощью цифрового мультиметра.
• Измерьте скорость с помощью тахометра или взяв электрическую частоту обратной ЭДС на осциллографе и разделив ее на количество пар полюсов (см. техническое описание двигателя, или подайте постоянный ток на одну пару клемм и подсчитайте количество точек равновесия на один механический оборот). )
• Рассчитайте напряжение, деленное на скорость, например, 10 В (среднеквадратичное значение) / 2000 об/мин = 5 В (среднеквадратичное значение)/K об/мин линия-линия.

Магнитное поле для синусоидального двигателя профилировано таким образом, что напряженность поля по отношению к угловому положению является синусоидальной. Магнит в двигателе BLDC обычно однороден в поперечном сечении. Это приводит к более квадратному ответу. На практике квадратичная характеристика имеет довольно линейные характеристики нарастания и спада, что приводит к трапециевидной характеристике.

Это изображение от TI / Texas Instruments.