BLDC與PMSM兩馬達的比較和分析
BLDC-直流無刷馬達
PMSM-永磁同步馬達
兩者用的材料大體都一樣,主要是設計上的不同.
無刷直流馬達的設計是方波的(梯形波) 氣隙磁場,而且平頂的部分越平越好,
因此在極對數選擇上,大都選取整數槽集中繞組例如4極12槽,
磁鋼則是同心的扇形環,徑向沖磁. 並且一般裝Hall感測器來檢測位置和速度,
驅動方式是六步方波驅動,用於位置要求不是很高的場合;
【TIPS】霍爾訊號將馬達電器角分為6等份，依照霍爾訊號給予激磁電流產生
三相方波，稱為六步方波。三相訊號、120度導通三相訊號與霍爾訊號時序圖
如下
永磁同步馬達是正弦波氣隙, 越正弦越好,因此極對數選擇上分數槽繞組,
如4極15槽,10極12槽等,磁鋼則是麵包形,平行充磁, 感測器一般配置增量型
編碼器,旋轉變壓器,絕對編碼器等.驅動i方式採用正弦波驅動,如磁場導向控制
FOC (Field Oriented Control)演算法等.
無刷直流馬達通常情況下轉子磁極採用瓦型磁鋼，經過磁路設計，
可以獲得梯形波的氣隙磁密，定子繞組多採用集中整距繞組，
因此感應反電動勢也是梯形波的。無刷直流馬達的控制需要位置資訊回饋，
必須有位置感測器或是採用無位置感測器估計技術，構成自控式的調速系統。
控制時各相電流也儘量控制成方波，逆變器輸出電壓按照有刷直流馬達
PWM的方法進行控制即可。
永磁同步馬達具有定子三相分佈繞組和永磁轉子，在磁路結構和繞組分佈上
保證感應電動勢波形為正弦，外加的定子電壓和電流也應為正弦波，
一般靠交流變壓變頻器提供。永磁同步馬達控制系統常採用自控式，
也需要位置回饋資訊，可以採用向量控制（磁場定向控制）或直接轉矩控制
的先進控制策略。
兩者區別可以認為是方波和正弦波控制導致的設計理念不同。
最後糾正一個概念，“直流變頻”實際上是交流變頻，只不過控制物件通常
稱之為“無刷直流馬達”
BLDC和PMSM的差別真的難說，有時候取決於應用了。
傳統的說法是他們的反電動勢(BEMF)不同，BLDC接近方波，PMSM接近
正弦波。
控制上來說BLDC一般使用6步方波驅動，控制方波的相位和導通時間，
PMSM採用FOC。性能上來說BLDC的輸出功率密度會大點，
因為BLDC的轉矩充分利用了諧波，也因此BLDC的諧波會嚴重點
======================================
●BLDC無刷直流馬達：磁鋼為方波充磁，控制電壓PWM也為方波，電流也為
方波。一個電週期有6個空間向量。控制簡單，成本低，一般的MCU就可實現。
●PMSM永磁同步馬達：磁鋼為正弦波充磁，反電動勢（BEMF）也為正弦波，
電流也為正弦波。一 般採用向量控制技術，一個電週期一般最少會有18個向量
（當然越多越好），需要高性能的MCU或DSP才能實現。
========================================
【總結差異比較】
1、無刷直流馬達的馬達本體：
BLDC的馬達本體:定子繞組為集中繞組，永磁轉子形成方波磁場；
PMSM的馬達本體：定子繞組為分佈繞組，永磁轉子形成正弦磁場；
2、位置感測器不同：
BLDC的位置感測器 : 為低解析度(60),如霍爾元件，電磁式、光電式；
PMSM的速度和位置感測器 : 為高解析度(1/256,1/1024)，
如旋轉變壓器、光學編碼器等；
3、控制不同：
BLDC無刷直流馬達：120度方波電流，採用PWM控制；
PMSM永磁同步馬達：正玄波電流，採用SPWM SVPWM控制。
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內轉子馬達的定子繞線加工，雖以馬達設計觀點理當如出一轍，皆屬槽開口向內之定子設計；然就馬達製造領域而言，卻還得再進一步分類。首先是集中繞與分佈繞的繞法差異，會將對應的馬達生產機台分為針嘴式與入線式兩種類型，本文將以集中繞針嘴式無刷馬達製造工藝介紹說明為主。
以針嘴式稱呼此馬達製程，顧名思義就是在定
上期有介紹過，內繞式定子加工的生產設備有分為兩種型態，分別為針嘴式與入線式；主要的差異在於馬達繞線設計上是採用集中繞或分佈繞，可參考下圖說明，集中繞就是線圈僅繞於矽鋼片上的單一齒，而分佈繞則會跨越多齒進行遶線。傳統的感應馬達以及永磁無刷馬達大多使用分佈繞的設計，新式的無刷馬則改為採用為集中繞居多，除
定子代表著馬達當中不會運轉移動的部分，因此在生產加工上要考慮較為單純，不需要考慮旋轉時的離心力作用。除了傳統的有刷直流馬達採用了磁鐵作為定子的結構之外，其它種類的馬達都採用繞線式定子，主體結構也僅剩矽鋼片、絕緣材料及漆包線，而無刷馬達則可能加入了霍爾感測器(Hall Sensor)，然定子整體而言的
不同於無刷馬達擁有較多的極數可能性，其他類型的馬達大多採用2極、4極為主，甚至鮮少達到6極的規格設計，有刷馬達的情況亦是相同。除了從馬達設計的觀點來看，越高速運轉的馬達，其極數配置應當越少，方可避免過多的鐵損產生之外，有刷馬達當遇到多極需求時，還有個槽滿率下降的困擾，會導致馬達效率降低。
以下圖為
馬達結構當中，會旋轉移動的部分，就稱為轉子；而固定不動的部分，則稱為定子。在電機產業當中，"轉子代工"一詞是針對有刷馬達的繞線轉子而言，因其組成結構較為複雜，至少包括了軸心、矽鋼片、漆包線、整流子等零配件，且加工程序除了常見的組裝配合外，還有絕緣處理、馬達繞線、整流子電焊、整流子車削、動平衡等一系列
本計算工具是建立在已有一份永磁馬達特性數據後，忽然想要知道更換工作電壓值後，馬達的輸出特性會有甚麼變化。原始檔案範例為24V的直流永磁馬達，想要使用18V的行動電池供電，需要了解馬達特性會有怎樣的改變。
首先可以預先判斷，由於永磁馬達的電壓與轉速成正比關係，因此本案例中的調降工作電壓勢必造成馬達轉
馬達（也稱為電動機）是將電能轉換為機械能的重要裝置，廣泛應用於各種工業和日常生活中。馬達根據工作需求、應用場合的不同而分為多種類型。接下來本文將介紹幾種常見的馬達類型及其應用。
解決了馬達設計上的難題，下一步就是馬達生產上的困擾，以下分為不同的部分一一說明之。
一、繞法變化
平角線若採用傳統馬達繞線法，首先會遇到進出口線的空間問題，導致平角線無法使用傳統馬達線圈的堆疊方式；如下圖所示，會有起繞線堆疊在線圈最內側，需要有額外的空間讓線材跑出來，但平角線缺乏任意成形的自由度
這是筆者常用的馬達設計調整手法，但原意是用於馬達工作電壓變換時，更改繞線條件的計算，如110V的馬達要更改為220V的使用電壓時，需針對繞線條件進行修改。會僅變更繞線條件而非整顆馬達修改，主要是其他材料的變動成本較高，而漆包線徑的調整是馬達當中最容易的項目；因此會發現市面上不同工作電壓的馬達外觀大小
本文是筆者在查反電動勢公式時，赫然發現並未詳細描述，故進行補完。
反電動勢的數學公式，最常出現在馬達電器方程式當中，是用來描述馬達運作時的電能狀態的數學表示式；如下列所式，其中V為馬達輸入電壓，i為馬達電流，Rm則是馬達電阻，Lm是馬達電感，di/dt代表電流對時間的微分，因為馬達電感的作用僅在電
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馬達結構當中，會旋轉移動的部分，就稱為轉子；而固定不動的部分，則稱為定子。在電機產業當中，"轉子代工"一詞是針對有刷馬達的繞線轉子而言，因其組成結構較為複雜，至少包括了軸心、矽鋼片、漆包線、整流子等零配件，且加工程序除了常見的組裝配合外，還有絕緣處理、馬達繞線、整流子電焊、整流子車削、動平衡等一系列
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