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在家用电器节能技术概念中，“变频”是一个热度极高的名词。从效果来看，它已是一个营销概念，离开了正常的技术轨道。人们津津乐道于“变频”，其中耳详能熟的是所谓“直流变频”，这就变成一个低级的笑话了。所谓“直流”，就是频率为零，哪里还有变频之说。如此低级错误的概念还在那么多堪称大牌的专家口里念念有词，如数家珍，那就更可笑了。 不谈专家了。总之一个概念无论是否准确，大家谈惯了，约定俗成，都知道是怎么回事，那也无可厚非。“变频”终归比“变速”好听，也似乎更专业一些，好忽悠，好炒作，对销售有利，本人虽不接受也只能理解。 但另一个概念好像就不是这么回事，一般老百姓不清楚它是理所当然，但企业自己的研发技术人员也经常弄不清楚，甚至很多专家也迷迷糊糊，这就有必要好好讨论一下了。 在与相关大型企业的变频技术交流中，经常提到“无刷直流”和“永磁同步”的概念。我有点纳闷，企业同时在研发这两种电机产品吗？细究之后才明白，他们所说的其实就是一种东西。到底是“无刷直流”，还是“永磁同步”，他们也把握不准，或者干脆就认为两者本来就是一种东西，或是一种产品的两个名称。 这当然是错误的认识。之所以犯错，是因为混淆了电机与控制的关系。几十年来，随着电子技术的迅猛发展，按照控制方式的不同，电动机的类型已经不完全由产品的本体机械结构所决定，同时也由控制和驱动方式所决定，它们是一个不可分割的系统。如果仅就本体结构来说，“无刷直流”和“永磁同步”的确非常类似甚至相同，但其控制模式却完全不同。 一般来说，无刷直流和永磁同步都是转子为永磁而定子为分相绕组结构，但无刷直流通常还在定子上设置有感应转子位置的传感元件（多半为霍尔元件）。近年来通过定子绕组中旋转电动势来判断转动位置的所谓无霍尔无刷直流技术也取得了一定的进展，在这种情况下，无刷直流与永磁同步在本体机械结构上有时真的看不出太大的区别。 对直流电动机而言，其碳刷和换向器组合同时完成两个功能，位置检测和换向。对于无刷直流电动机，这两个功能则是分别完成的。通过霍尔元件检测转子位置；通过接在各相绕组上功率组件逻辑开断，完成电流的换向过程。由于物理机制的相似性，无刷直流电动机在运行的机械特性方面以及控制特性方面与直流电动机非常相似，我们从而可以直接利用经典的控制模型进行控制。由于直流电动机悠远的工业历史，其控制机理的研究早已炉火纯青，古典的双闭环理论堪称完美。这也是近年来无刷直流电动机特别在家电业得到广泛应用的原因之一（另一个主要原因当然是与传统感应电动机相比的高效率），也是为什么结构相差如此之大，我们仍然把它称之为“直流电机”的主要原因。 永磁同步电动机没有位置检测元件，本质上其控制是开环的。当各相绕组依次通电，在定转子气隙中形成旋转磁场，转子则按照旋转磁场同步旋转。当通电频率发生改变，旋转磁场速度乃至转子速度就会发生相应的改变。 依上所述，直流无刷和永磁同步的主要差别就在于其控制方式是否有位置反馈，这一般通过观察是否有霍尔元件可以判断。但其实最基本的判断原则更简单，如果是通过调节电源电压高低来控制转速，那就是无刷直流电动机；如果是通过调节控制频率来控制转速，那就是永磁同步电动机了。 这里顺便提一下，除了上述两种产品，如果通过脉冲定位方式来控制电机，那就是步进电动机了。 总之，电机类型与其控制方式相关，这是技术领域的基本常识。作为技术人员，当然可以跟着企业家去大声忽悠，但你自己至少要明白怎么回事，把自己忽悠进去就没必要了。 |
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