Para simplificar, voy a hablar de una sola fase del estator.
Entiendo que el par de torsión es proporcional a la corriente, y que la EMF inversa es proporcional a la velocidad angular. Sin embargo, después de ver este video en motores sin escobillas (solo el primer minuto es relevante) , parece que la gráfica de El par de torsión en función de la posición del rotor es idéntico al gráfico de la parte posterior de EMF en función de la posición del rotor. ¿Cómo es esto?
Tanto el torque como el back-emf son producidos por el campo magnético que actúa sobre los devanados, por lo que están en fase porque ambos son proporcionales a la intensidad del campo magnético.
Sin embargo, eso no significa que deban ser idénticos. El aumento de back-emf tiende a reducir el flujo de corriente debido al menor voltaje efectivo en los devanados, por lo que, a menos que la corriente de fase se mantenga constante en cada instante, la forma de onda de par no coincidirá con la forma de onda de back-emf. Y como la velocidad de retroceso se produce por la velocidad, cualquier cambio en la velocidad del rotor de la afectará. En el caso extremo de un rotor bloqueado, el par máximo se produce al mismo tiempo que cero back-emf!
Todas las máquinas eléctricas se pueden transformar en una máquina simplificada de dos ejes. En este sistema de dos ejes, tiene un eje que representa la magnetización (el eje \ $ d \ $) y otro que representa la generación de par (eje \ $ q \ $). En nuestro caso, no es importante si se trata de un ACSMPM (PM síncrono) o un BLDC, ya que solo tienen diferentes formas de onda.
El par se puede representar con la ayuda de corrientes transformadas:
$$ T = \ frac {3} {2} \ Psi_ {PM} i_ {q} $$ El EMF posterior es el voltaje inducido en el estator que proviene de la rotación del rotor: $$ \ vec u_ {EMF, dq} = \ omega_ {el} \ Psi_ {PM} \ matrix [0 \ quad1] ^ T $$ o $$ u_ {EMF, q} = \ omega_ {el} \ Psi_ {PM} $$ $$ u_ {EMF, d} = 0 $$
Bien, supongo que ahora te preguntas algunas preguntas:
En un motor BLDC ideal, cada fase conduce para 120 grados eléctricos. En cualquier motor, el par es un producto directamente proporcional del estator mmf, el rotor mmf y el seno del ángulo (ángulo de carga) entre ellos. En el motor BLDC, el rotor mmf es constante porque los imanes permanentes pf, sin embargo, el ángulo de carga está cambiando de 120 grados a 60 grados cuando se realiza una fase. Por lo tanto, no obtendrá el par constante a menos que controle el estator mmf controlando la corriente del estator. Por lo tanto, se puede decir que el par desarrollado por un motor BLDC depende del ángulo espacial del rotor.
Si ve la forma de onda de la corriente DC en el alcance, la forma de la onda de torsión será exactamente similar a esa.
La razón por la que el gráfico parece ser idéntico para el torque y backEMF es porque para el caso ideal \ $ K_e = K_t \ $ & es un video sobre simplificado, además de que algunos controladores externos se ocupan de la polaridad energizante del estator.
En la práctica, son diferentes ya que \ $ K_e \ $ se define como el voltaje del terminal abierto, mientras que \ $ K_t \ $ se toma generalmente con la corriente máxima de diseño (y por lo tanto tiene algunos aspectos de la saturación del estator)
Para generar un par de torsión razonable, el controlador DEBE alinear el voltaje del estator con la parte trasera del rotor, de lo contrario, terminará con un avance / retardo de fase que es esencialmente un debilitamiento del campo.
Por lo tanto, el controlador DEBE energizar el estator en fase con el rotor (es una máquina de sincronización al final del día, por lo que la frecuencia debe ser igualmente igual).
¿Por qué son el mismo perfil? como se indica \ $ K_e \ approx K_t \ $ e igualmente el controlador que enciende el estator debe proporcionar un perfil de voltaje similar al BackEMF para maximizar la electricidad - > conversión mecánica
Sin embargo, la escala del eje y será diferente.
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