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無刷電機結(jié)構(gòu)解析和簡介及無刷電機工作原理詳解-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2018-10-08 

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無刷電機簡介

電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法,同三相異步電動機十分相似。電動機的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性,在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成,其功能是:接受電動機的啟動、停止、制動信號,以控制電動機的啟動、停止和制動;接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號,用來控制逆變橋各功率管的通斷,產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩;接受速度指令和速度反饋信號,用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速;提供保護(hù)和顯示等等。

近三十年來針對異步電動機變頻調(diào)速的研究,歸根到底是在尋找控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的方法,稀土永磁無刷直流電動機必將以其寬調(diào)速、小體積、高效率和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小等特點在調(diào)速領(lǐng)域顯現(xiàn)優(yōu)勢。

無刷直流電機因為具有直流有刷電機的特性,同時也是頻率變化的裝置,所以又名直流變頻,國際通用名詞為BLDC。無刷直流電機的運轉(zhuǎn)效率、低速轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速精度等都比任何控制技術(shù)的變頻器還要好,所以值得業(yè)界關(guān)注。無刷電機在我國的發(fā)展時間雖短,但是隨著技術(shù)的日益成熟與完善得到了迅猛發(fā)展。已在航模、醫(yī)療器械、家用電器、電動車等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,并在深圳、長沙、上海等地形成初具規(guī)模產(chǎn)業(yè)鏈。如深圳偉業(yè)電機、長沙科達(dá)等一批專業(yè)廠商,在技術(shù)上不斷推進(jìn)行業(yè)發(fā)展。近幾年來,無刷電機成為在模型領(lǐng)域里快速發(fā)展的一種動力。由于產(chǎn)量和價格的原因,過去幾年無刷電機多使用在中高檔航空模型中,現(xiàn)在由于機械加工技術(shù)的快速發(fā)展,無刷電機的生產(chǎn)成本下降許多,目前它正進(jìn)入模型領(lǐng)域的各個層面,從電動遙控車到電動遙控船再到電動模型飛機,無處不在

結(jié)構(gòu)解析

無刷電機從結(jié)構(gòu)上,無刷電機和有刷電機有相似之處,也有轉(zhuǎn)子和定子,只不過和有刷電機的結(jié)構(gòu)相反;有刷電機的轉(zhuǎn)子是線圈繞組,和動力輸出軸相連,定子是永磁磁鋼;無刷電機的轉(zhuǎn)子是永磁磁鋼,連同外殼一起和輸出軸相連,定子是繞組線圈,去掉了有刷電機用來交替變換電磁場的換向電刷,故稱之為無刷電機(Brushless motor),那現(xiàn)在就有問題了,沒有了電磁場的變換,如何讓無刷電機轉(zhuǎn)動呢?

簡單而言,依靠改變輸入到無刷電機定子線圈上的電流波交變頻率和波形,在繞組線圈周圍形成一個繞電機幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場,這個磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼轉(zhuǎn)動,電機就轉(zhuǎn)起來了,電機的性能和磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強度、電機輸入電壓大小等因素有關(guān),更與無刷電機的控制性能有很大關(guān)系,因為輸入的是直流電,電流需要電子調(diào)速器將其變成3相交流電,還需要從遙控器接收機那里接收控制信號,控制電機的轉(zhuǎn)速,以滿足模型使用需要。 總的來說,無刷電機的結(jié)構(gòu)是比較簡單的,真正決定其使用性能的還是無刷電子調(diào)速器,好的電子調(diào)速器需要有單片機控制程序設(shè)計、電路設(shè)計、復(fù)雜加工工藝等過程的總體控制,所以價格要比有刷電機高出很多。

無刷電機工作原理

無刷電機工作原理

電機內(nèi)部霍耳傳感器的正電源線即紅線一般接5-12v直流電。而以5V居多。

霍耳的信號線傳遞電機里面磁鋼相對于線圈的位置,根據(jù)三個霍耳的信號控制器能知道此時應(yīng)該如何給電機的線圈供電(不同的霍耳信號,應(yīng)該給電機線圈提供相對應(yīng)方向的電流),就是說霍耳狀態(tài)不一樣,線圈的電流方向不一樣。

二,無刷電機的運行原理

霍耳信號傳遞給控制器,控制器通過電機相線(粗線,不是霍耳線)給電機線圈供電,電機旋轉(zhuǎn),磁鋼與線圈(準(zhǔn)確的說是纏在定子上的線圈,其實霍耳一般安裝在定子上)發(fā)生轉(zhuǎn)動,霍耳感應(yīng)出新的位置信號,控制器粗線又給電機線圈重新改變電流方向供電,電機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(線圈和磁鋼的位置發(fā)生變化時,線圈必須對應(yīng)的改變電流方向,這樣電機才能繼續(xù)向一個方向運動,不然電機就會在某一個位置左右擺動,而不是連續(xù)旋轉(zhuǎn)),這就是電子換相。

如圖所示 

無刷電機工作原理

無刷電機工作原理

無刷電機工作原理

無刷電機工作原理

無刷電機工作原理


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