Ho un background abbastanza solido nel controllo industriale dei motori a corrente alternata (avviatori statici, VFD, ecc.), Ma qualcosa in cui NON sono esperto nei motori a corrente continua brushless ... il tipo che si trova in ogni disco rigido del pianeta.

Per quanto ne so, sembrano identici al tuo tipico motore a induzione CA collegato a stella, e i controller del motore sembrano molto, molto simili ai tipici controller AC trifase che ho trascorso gran parte della mia vita professionale progettando.

Non riesco a trovare molto sulle reali differenze tra i due, né dal punto di vista della costruzione meccanica né dal punto di vista del controllo. Il più vicino che mi sembra di trovare è "sono simili".

Qualcuno ha delle risorse o può offrire una spiegazione abbastanza tecnica di quali siano le principali differenze tra questi tipi di motori e i loro metodi di controllo?

Da tutti i circuiti :

I motori DC senza spazzole sono simili ai motori sincroni AC. La differenza principale è che i motori sincroni sviluppano un EMF posteriore sinusoidale, rispetto a un EMF posteriore rettangolare o trapezoidale per motori DC senza spazzole. Entrambi hanno statore creato campi magnetici rotanti producendo coppia in un rotore magnetico.

Per quanto riguarda la costruzione, sostanzialmente non c'è * nessuna differenza.

Il motore nel diagramma sopra potrebbe essere chiamato "motore a induzione CA" o "motore CC senza spazzole" e sarebbe lo stesso motore.

La differenza principale è nell'unità. Un motore a corrente alternata è controllato da un convertitore costituito da una forma d'onda a corrente alternata sinusoidale. La sua velocità è sincrona con la frequenza di quella forma d'onda. E poiché è guidato da un'onda sinusoidale, Back-EMF è un'onda sinusoidale. Un motore CA monofase potrebbe essere alimentato dalla presa a muro e girerebbe a 3000 RPM o 3600 RPM (a seconda del paese di origine con alimentazione a 50 / 60Hz).

Si noti che ho detto che potrebbe lì. Al fine di guidare un motore da una sorgente DC, un controllore, che è essenzialmente un DC ad AC inverter, è necessaria . Hai ragione nel dichiarare che i motori a corrente alternata possono essere pilotati anche dai controller. Ad esempio un variatore di frequenza (VFD) che sono, come hai detto, inverter da CC a CA. Sebbene in genere abbiano un front-end raddrizzatore da CA a CC.

PWM VFD http://www.inverter-china.com/forum/newfile/img/PWM-VFD-Diagram.gif

I VFD usano PWM per approssimare un'onda sinusoidale e possono avvicinarsi abbastanza variando continuamente l'ampiezza degli impulsi come mostrato di seguito:

Mentre usare PWM per approssimare un'onda sinusoidale produrrebbe una forma d'onda Back-EMF quasi sinusoidale ("fuzzy" è la parola che hai usato), è anche un po 'più complicato da fare. Una tecnica di commutazione più semplice è chiamata commutazione a sei fasi in cui la forma d'onda Back-EMF è più trapezoidale che sinusoidale.

guida in sei passaggi http://www.controlengeurope.com/global/showimage/Article/18087/

sei-step Back-EMF http://www.emeraldinsight.com/content_images/fig/1740300310012.png

E mentre questo "PWM è davvero scarso" come hai detto, è anche molto più semplice da implementare e quindi più economico.

Esistono altri metodi di commutazione oltre a sei passi e sinusoidali. L'unico altro che è davvero popolare (secondo me) è il vettore spaziale. Questo ha circa la stessa complessità dell'azionamento sinusoidale ma fa un uso migliore della tensione del bus CC disponibile. Non entrerò nei dettagli sul vettore spaziale poiché penso che confonderà solo le acque di questa discussione.

Quindi quelle sono le differenze nelle tecniche di guida. La forma d'onda utilizzata per pilotare i motori CA è in genere sinusoidale e potrebbe provenire direttamente da una fonte CA o potrebbe essere approssimata utilizzando PWM. La forma d'onda utilizzata per pilotare i motori CC è in genere trapezoidale e proviene da una sorgente CC. Non vi è alcun motivo per cui le unità non possano essere scambiate sebbene si verificherebbe un impatto minore sull'efficienza.

* esssentially

Sopra ho detto che la costruzione dei due tipi di motori è essenzialmente la stessa. In entrambi i casi, motore a induzione CA e motore CC senza spazzole, stiamo parlando di motori con statore avvolto anziché magneti permanenti. Ciò li rende "motori universali" :

Uno dei vantaggi di avere statori avvolti in un motore è che si può realizzare un motore che funziona a corrente alternata o continua, un cosiddetto motore universale.

Tuttavia, c'è una leggera differenza nell'avvolgimento. I motori progettati per l'uso con corrente alternata sono avvolti sinusoidalmente mentre i motori destinati ad essere utilizzati con corrente alternata sono avvolti trapazoidalmente . Qualcosa che mi ha infastidito per anni è che non riesco a trovare un diagramma semplificato che mostri la differenza. Se mi fosse stato dato lo statore di un motore, non avrei idea se fosse stato avvolto in modo sinusoidale o trapazoidale. L'unico modo che conosco per dire la differenza è di guidare indietro il motore collegando un trapano all'albero e guardando il Back-EMF. Vedrai una bella onda sinusoidale o più di un trapezio come mostrato nell'immagine sopra. Come ho detto sopra, l'utilizzo di un tipo di unità errato comporterebbe un leggero calo delle prestazioni, ma avrebbe un altro lavoro saggio.

Il più delle volte, i motori DC Brushless sono costruiti con magneti permanenti sul rotore. Mentre ciò sarebbe una differenza da un motore a gabbia di scoiattolo, fintanto che lo statore è uno statore avvolto e non uno statore a magnete permanente (come si vede nei motori DC spazzolati), entrambi i progetti sono essenzialmente "motori universali":

Il lato a magnete permanente del diagramma sopra mostra un motore a due poli. Il numero di poli controlla l'ondulazione della coppia. Più poli più liscia è la curva di coppia. Ma il numero di poli non fa alcuna differenza dal punto di vista CA contro CC.

Anche il collegamento degli avvolgimenti dello statore, delta contro stella, non influisce sul metodo di azionamento. E infatti, puoi passare tra i due mentre è in esecuzione :

La differenza è che il delta assorbirà più corrente e quindi produrrà più coppia. Per ulteriori informazioni sul rapporto o la corrente per la coppia o tensione per la velocità, vedere la mia risposta a questa domanda EE.SE .

Sono un po 'in ritardo nel rispondere a questa domanda e non posso ancora rispondere direttamente a embedded.kyle sopra, ma volevo correggere una piccola disinformazione fornita sopra. La mia esperienza è motori, non controlli, BTW.

1) "Motori universali" sono completamente diversi da BLDC o motori a induzione. I motori universali hanno statori e armature avvolti e spazzole. Solo perché lo statore è avvolto non lo rende un motore universale ... il collegamento incorporato.kyle collegato ai motori universali li sta solo confrontando con i motori di tipo spazzolato PMDC.

2) I motori BLDC hanno sempre dei magneti sul rotore. Come ho detto sopra, non vengono mai definiti motori universali. I motori universali sono animali completamente diversi.

3) Per quanto riguarda i versi trapezoidali sinusoidali, non esiste un modo standard per avvolgere i motori a induzione e i motori brushless (non mi piacciono i termini "ferita sinusoidalmente" e "ferita trapezoidalmente" per motivi che spiegherò di seguito). In generale, i progettisti di motori a induzione cercano di produrre un gap d'aria MMF e un flusso sinusoidale. Questo è generalmente fatto con quello che viene chiamato un avvolgimento "distribuito". Tutto ciò significa che al posto di una bobina con T numero di giri, hai più bobine con un numero variabile di giri per approssimare una sinusoide.

I motori brushless possono avere un back-emf che sembra più sinusoidale o più trapezoidale, come menzionato embedded.kyle. Tuttavia, non otterrai mai un back-emf puramente sinusoidale o trapezoidale ... come i motori sono progettati e realizzati per impedire che ciò accada mai. È sempre da qualche parte nel mezzo. La forma del back-emf è determinata da molte cose: come viene avvolta, il rapporto tra i denti dello statore e i magneti del rotore, la forma dei denti di laminazione, la forma dei magneti del rotore, ecc. Ecco perché non mi piacciono i termini "ferita sinusoidalmente" e "ferita trapezoidalmente" - la back-emf dipende da altre cose oltre a come viene ferita. Puoi guidare qualsiasi motore senza spazzole con un azionamento "trapezoidale" o un azionamento "sinusoidale". Generalmente (ma questo non è universale), se si dispone di un motore con un back-emf più o meno trap inteso come accoppiato con un trap drive, i produttori di motori si riferiranno a questo come un motore BLDC. Allo stesso modo, se si dispone di un motore con un back-emf più o meno sinusoidale che deve essere associato a un azionamento sinusoidale, i produttori di motori si riferiranno a questo come un motore BLAC. Ma uno di questi tipi di motori può funzionare con entrambi i tipi di azionamento.

4) Il collegamento incorporato.kyle indicato il 23 ottobre alle 19:06 non mostra la differenza tra gli avvolgimenti di seno e trap. Probabilmente lascerò anche un commento lì, ma la differenza tra quei due è che uno è un avvolgimento sul giro e uno è un avvolgimento concentrico.

Secondo Wikipedia, i motori CC senza spazzole sono motori CA sincroni a magneti permanenti con inverter integrato e elettronica di controllo del raddrizzatore, del sensore e dell'inverter. Non ho familiarità con i motori a corrente alternata, ma penso che i motori a corrente continua senza spazzole sarebbero meglio classificati come sottoinsieme di motori a corrente alternata da un punto di vista funzionale.

Potrebbero esserci anche altre differenze relative all'applicazione. Ad esempio, la differenza tra motori passo-passo e motori DC senza spazzole è di solito l'applicazione prevista e i servomotori si riferiscono a un motore (di solito ma non sempre un motore DC spazzolato) con sensori di posizione di rotazione integrati.