PMSM与BLDC对比
PMSM与BLDC对比
区别汇总
| PMSM | BLDC | 备注 | |
|---|---|---|---|
| 含义 | (Permanent Magnet Synchronous Motor)永磁同步电机 | (Brushless Direct Current Motor)无刷直流电机 | |
| 电机结构 | 永磁体转子 + 三相定子绕组 | 永磁体转子 + 三相定子绕组 | 一致 |
| 绕线 | 分布式绕组(外观绕线更厚) | 集中式绕组 | 本质区别 |
| 主要接线方式 | 星型 | 星型 | 特殊情况才用三角型 |
| 反电动势波形EMF | 正弦波 | 梯形波形 | 正弦波符合矢量控制 |
| 控制方式 | FOC矢量控制 | 六步换向 |
电机本身的区别
电机结构及绕线
两者磁通的空间分布不同:
BLDC——永磁体产生梯形(方波)磁通,定子采用集中式绕组(每相两相相邻),导致反 EMF 为梯形波形。
PMSM——永磁体磁通呈正弦分布,定子采用分布式绕组(每相跨多个槽),反 EMF 为正弦波。
图片来源:https://blog.csdn.net/u013669912/article/details/147018653
图片来源:https://blog.csdn.net/weixin_48679215/article/details/150391701?spm=1001.2014.3001.5502
图片来源:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1851807386845327316&wfr=spider&for=pc
电机反电动势波形EMF
BLDC:矩形波包含大量高次谐波。对矩形波进行傅里叶分解后,可观察到明显的三次谐波和五次谐波,这会降低电机性能,如图所示。
为什么是矩形波?
根据安培环路定律,单个整距线圈通电流 i、匝数 N 时,总磁动势为 Ni。
铁芯磁阻可忽略,磁动势几乎全部降落在两个对称的气隙上,每个气隙分得的磁动势是 Ni/2。
在线圈边之间的区域(比如从 A 到 X 的一个极距范围内),气隙磁阻处处相等,磁动势保持恒定值 Ni/2 不变。
在线圈边的位置(A 和 X 点),磁动势会发生突变,从 +Ni/2 跳变到 −Ni/2,或反之。
这种 “平台 + 突变” 的分布,在空间上就是一个标准的矩形波,没有斜变的过渡段。
傅里叶分解:

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PMSM:短距和分布绕组可显著削弱高次谐波,这些正弦波(其实应该还是近似矩形)可视为相量进行叠加,由于存在相位差,叠加后的总磁动势小于三个同相磁动势的叠加值,即分布绕组会削弱磁动势;
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控制方法
BLDC——六步换向
图片来源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/599658549
PMSM——FOC磁场定向控制,其实就是矢量合成
为什么是6扇区?
三相全桥的 “6 种有效状态”
FOC 的执行终端是三相逆变器(3 个桥臂、共 6 个功率开关管),开关管的通断组合决定了定子绕组能产生的基础磁场矢量:
开关组合规则:同一桥臂上下管不能同时导通(防短路),因此 6 个开关管的通断状态共有 8 种合法组合。
矢量分类:
零矢量(2 种):000、111,合成矢量幅值为 0,用于 PWM 周期的首尾 “填充”。
非零矢量(6 种):100、110、010、011、001、101,每种对应一个固定方向的电压矢量,间隔 60° 电角度均匀分布。
6 扇区的来源:6 个非零矢量将 360° 电角度平面等分为 6 个区间(每个 60°),每个区间对应一组相邻的非零矢量,构成一个 “扇区”。
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使用AI分析、matlab仿真代码
问题:
我想学习对比PMSM电机正弦对比BLDC梯形反电动势波形电机区别,请使用matlab仿真这两种电机的模型,输出完整的数学物理公式推导及matlab代码,每行代码详细注释,pmsm过程要完整包括电流环控制、坐标变换和调制策略及死区控制,BLDC使用六步换向
https://www.doubao.com/chat/38422526305859330?channel=dtLKF
本质上就是:电压方程、磁链方程、Clark 变换、Park 变换、dq 轴电压方程
其他:
PMSM与BLDC,分别采用三角接法还是星型接法
星型接法核心的好处排名
https://www.doubao.com/chat/38422491012501250?channel=dtLKF
本质上就是:星形(Y 型)有中性点,每相相对独立,好控制且稳定,相电压低(单相220V,零线火线)
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