我了解使用整流逆变器系统来驱动交流电机而不是简单地将其插入主电源的优势,因为它可以更好地控制其速度和性能;但我不明白的是:既然原来的交流电必须转换成直流电才能给逆变器电路供电,为什么这个直流电不直接送到直流电机,而不是把它转换回交流电再送它到交流电机?
为什么用整流逆变器来驱动交流电机,而不是用整流后的电流来驱动直流电机?
因为交流电机通常比直流电机效率更高,并且由于它们不需要与转子进行电气接触,因此也更可靠。
请记住,BLDC 电机实际上是一种内置驱动电路的交流电机。在更高的功率水平下,将控制和驱动电路与电机本身分开是有意义的。
此外,带有永磁 (PM) 转子的电机功率处理能力有限。在更高的功率水平下,甚至在电动汽车中也使用交流感应电机。
直流电机实际上有一个变量:您为电机提供了多少功率?交流电机有两个变量:功率和频率。我不是电机专家,但我希望交流电机可以独立控制速度和扭矩,而直流电机则不能。方向控制也是一个问题。交流电机的方向可以通过馈入它的电力的旋转方向来控制。直流电机的方向不是那么容易控制的。
更广泛地说,所有电机的运行都是因为某处存在旋转磁场。这种旋转要么是在电机内部产生的(自换向),要么是因为电机的供电本身也在旋转(外部换向)。直流电机必须是自换向的;DC 定义为不旋转。
如何在电机内部实现换向?通常,要么有刷子,要么有一个内置在电机中的逆变器。刷子磨损了,我怀疑还有其他缺点。如果你要在电机中安装一个逆变器,为什么不把它放在电机外面并更好地控制它呢?
对于多种交流电机,转速将与驱动电流的频率密切相关。在许多情况下,以每秒转数为单位的旋转速度将是驱动频率的精确分数(以每秒循环数为单位)(例如 1/3),或者是精确分数减去一定数量的“滑动”,这取决于驱动电压。虽然可以通过改变驱动电压来控制一些交流电机的速度,从而允许不同的滑差量,但改变驱动频率并尽量减少滑差更有效。
另请注意,几乎所有能够做大量工作的电机都需要定期切换某些线圈中的电流极性。这对于直流电机和交流电机一样适用。大多数直流电机使用机械换向器和电刷来执行这种切换;在需要维修或更换之前,它们的使用寿命往往有限。有些人使用电子设备来切换实际的电机电流,但这实际上将它们变成了“逆变器加交流电机”的组合。
可能有很多原因。最明显的是,PMDC 电机中的电刷会磨损,需要在 2000-5000 小时后更换,具体取决于环境。而交流电机(感应和 PMSM 又名无刷电机又名 BLDC 电机)可以持续 20,000 小时。因此,如果免维护操作很重要,您可能需要交流电机。
其次,如果您正在进行任何类型的速度或扭矩控制,您将不会只使用直流电机来控制直流电机。您将拥有 PWM DC。一旦你有电子设备来做到这一点,使用 PWM AC 并没有太大的不同。
第三,许多现代感应电机和 PMSM 控制使用称为磁场定向控制的技术运行。这种类型的控制使您可以在低速和高速下平稳地控制电机的运行,并让您独立控制扭矩和磁化场。您不能使用 PMDC 控制来执行此操作,因为您的电刷/换向器会机械地对齐磁场。因此,如果这对您很重要,您可能会选择交流电机而不是直流电机。