變頻器與無刷馬達有什麼不同?

教教我吧!馬姐
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本專欄將介紹變頻器與無刷馬達的不同。

  • 達弟

    與變頻器的不同啊…。

  • 馬姐

    達弟,怎麼了嗎?

  • 達弟

    客戶向我詢問變頻器驅動的三相馬達與無刷馬達有什麼不同。因為兩者都是可以進行速度控制的馬達,不知道該怎麼解釋其中差異…。

  • 馬姐

    這樣啊,的確兩者都有以下的共同點呢。

    • 可簡單變更馬達的速度
    • 可調速,不受電源頻率(50/60Hz)限制
    • 不必動用繼電器等接點就能改變運轉方向

    那我先從這兩種控制方法的不同之處開始說明吧。

  • 達弟

    麻煩了。

變頻器與無刷馬達的不同

  • 馬姐

    變頻器與無刷馬達最大的不同在於馬達後部有無回授速度資訊的感知器。變頻器所使用的馬達沒有搭載轉速檢知器,所以無法回授速度資訊,這種控制方法稱為「開回路控制」。無刷馬達後部則有搭載檢知運轉的檢知器,叫做霍爾IC,因此可以回授速度資訊,這種控制方法稱為「閉回路控制」。

    開回路控制

    速度控制信號的流程
    感應馬達的構造圖

    閉回路控制

    速度控制信號的流程:馬達將速度回饋信號傳送回驅動器。
    無刷馬達的構造圖
  • 達弟

    構造和動作方式完全不同呢。

  • 馬姐

    無刷馬達因為有霍爾IC可以進行閉回路控制,具備了優異的速度安定性,能夠在廣泛的速度控制範圍內實現平穩的轉矩特性。無刷馬達同時還使用了永久磁鐵,小型、輕量而高輸出,非常高效率,可以說是相當節能的馬達。

三相馬達(變頻器驅動)
轉矩轉速圖

負載轉矩上升的同時,轉速降低
因為是「開回路控制」
負載導致的速度變動率大
速度變動率(對負載)-3%~-15%左右

無刷馬達
轉矩轉速圖

即使負載轉矩產生變化,轉速仍維持固定
因為是「閉回路控制」
負載導致的速度變動率小
速度變動率(對負載)±0.2%~±0.5%左右

相對於變頻器的優點

  • 達弟

    原來是這樣啊。無刷馬達不只可以進行速度控制,還能因應客戶的各種需求呢!不過,如果沒有追求速度安定性等特性,只是簡易速度控制的話,好像用變頻器就夠了。

  • 馬姐

    這個嘛,如果本來就是使用三相馬達,只要再額外添購變頻器,不必多費工夫就能組合起來運轉。但其實無刷馬達還有馬達特性以外的其他特徵喔。客戶要設計新設備時,必須分別選用馬達與變頻器,要是製造商不一樣就要花很多時間來挑選。東方馬達的無刷馬達為專用馬達與專用回路的組合,並將規格和特性圖都公開在網站上,省卻設計時的心力。此外,無刷馬達連接回路為ONE TOUCH連接,可以減少配線程序。而且相較變頻器必須配合馬達額定值設定參數,無刷馬達不需要設定也是它的優點。

  • 達弟

    原來是這樣啊!除了性能方面的考量,方便選用且購入後就能馬上使用也是挑選時的一大要點呢。這樣我就明白了。

  • 馬姐

    即使同樣是無刷馬達,也分成可以用旋鈕簡單設定速度的種類,還有可以透過FA網路控制的種類。先問出客戶的需求,再介紹最適合的產品吧。近期上市的BLS系列也是相當容易使用的產品,好好做功課,先熟悉產品的特徵和功能等資訊吧。

這次的重點

  • 無刷馬達因為有霍爾IC可以進行閉回路控制,具備了優異的速度安定性,能夠在廣泛的速度控制範圍內實現平穩的轉矩特性
  • 無刷馬達為專用馬達與專用回路的組合,並且規格和特性圖都公開在網站上,省卻設計時的心力

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