无刷直流电动机

kmwjs · 发表于 2005-11-5 13:23

无刷直流电动机的基本工作原理
我们以图1-6所示的无刷直流电动机系统来说明天刷直流电动机的工作原理。电机本体的电枢绕组为三相星形连接，位置传感器与电机本体同轴，控制电路对位置信号进行逻辑交换后产生驱动信号，驱动信号经驱动电路隔离放大后控制逆变器的功率开关管使电机的各相绕组按一定的顺序工作。
图1-6

当转子旋转到图1-7(a)所示的位置时转子位置传感器输出的信号经控制电路逻辑交换后驱动逆变器使VT1,VT6导通,即A、B两相绕组通电,电流从电源的正极流出，经VT1流入A相绕组，再从B相绕组流出，经VT6回到电源的负极。电枢绕组在空间产生的磁动势Fa如图1－7(a)所示，此时定转子磁场相互作用使电机的转子顺时针转动。
当转子在空间转过6O度电角度，到达图1-7(b)所示位置时，转子位置传感器输出的信号经控制电路逻辑变换后驱动逆变器，使VT1、VT2 导通,A、C两相绕组通电,电流从电源的正极流出经VT1流入A相绕组，再从C相绕组流出，经VT6回到电源的负极。电枢绕组在空间产生的磁动势Fa如图1-7(b)所示,此时定转子磁场相互作用，使电机的转子继续顺时针转动。
，转子在空间每转过60度电角度，逆变器开关就发生一次切换，切换开关管的导通逻辑为VT1,VT6-VT1,VT2-VT3,VT2-VT3,VT4-VT5,VT4-VT5,VT6。在此期间,转子始终受到顺时针方向的电磁转矩作用沿顺时针方向连续旋转。
在图1-7(a)到图1-7(b)的60度电角度范围内，转子磁场沿顺时针方向连续旋转,而定子合成磁场在空间保持图1-7(a)中Fa的位置静止。只有当转子磁场连续旋转60度电角度,到达图1-7(b)所示的Fr位置时，定子合成磁场才从图1-7(a)的Fa位置跳跃到图1-7(b)中的Fa位置。可见定子合成磁场在空间不是连续旋转的,而是一种跳跃式旋转磁场。每个步进角是60度电角度。
图1-7

转子在空间每转过60度电角度，定子绕组就进行一次换流，定子合成磁场的磁状态就发生一次跃变。可见，电机有六种磁状态，每一状态有两相导通，每相绕组的导通时间对应于转子旋转120电角度。我们把无刷直流电动机的这种工作方式称为两相导通星形。三相六状态，这是无刷直流电动机最常用的一种工作方式。
由于定子合成磁势每隔1／6周期（60度电角度）跳跃前进一步，在此过程中，转子磁极上的永磁磁势却是随着转子连续旋转的，这两个磁势之间平均速度相等，保持“同步”，但是瞬时速度却是有差别的，二者之间的相对位置是时刻有变化的，所以，它们相互作用下所产生的转矩除了平均转矩外，还有脉动分量。

大晶牙 · 发表于 2006-2-22 17:25

好书！字也写的不错！

火花塞 · 发表于 2006-2-22 15:58

太复杂啦,$$$$$$$$ 晕了。

tjpengjian · 发表于 2006-2-21 12:58

学习

palm · 发表于 2006-2-21 11:22

好文，收藏

mpang · 发表于 2006-2-20 20:25

上面我们说了一个名词“电角度”不懂电机的玩家不是很理解这个词，我给大家解释一下
电角度是根据电特性来说的，我们看无刷直流电机转子转一周既360度这叫机械角度，也就是实际的转过的角度。但是由于电机转子的永磁体的对数的不同，实际的气隙磁场可能不是这么旋转的，如果只有一对磁极既只有一个N极和一个S极这时磁场的旋转角度等于转子旋转的机械角度，但是当磁极变成2时既一个N极一个S极再一个N极再一个S极这样根据对称原理只要转子旋转180机械角度，磁场就恢复到了初始状态，也就是磁场旋转了一周极360度，所以电角度可用公式极对数乘以机械角度的方式得到。
我看大家做的航模用无刷直流电机好相有4对磁极，是不是这样啊？

mpang · 发表于 2006-2-20 20:13

航模用的无刷直流电机由于体积的因素不能加装位置传感器，所以都采用无位置传感器的无刷直流电机调速方式。无位置传感器的调速方式也必须判断转子的位置，只是判断方法是根据绕组的反电势来判断，有一种方式是根据非导通相的过零点在延迟30度的电角度进行换向，另一种方式是讲反电势波形两两相减相减后的波形过零点就是换向点

坏孩子 · 发表于 2006-2-20 19:37

关注

mpang · 发表于 2006-2-19 00:07

我就说这些了～有不对的地方大家给指出来啊

mpang · 发表于 2006-2-19 00:01

永磁同步电机也可以按照无刷电机的工作方式来工作，所以有些永磁同步电机都安装有与无刷直流电机一样的位置传感器

mpang · 发表于 2006-2-18 23:57

对于控制方式的问题，矢量控制既可以用于交流异步电机（通常说的鼠笼电机）也可以用于永磁同步电机，而且用于永磁同步电机由于少了对转子磁链位置的判断而变的相对简单，说永磁同步电机不用逆变模块是错误的，众所周知，同步电机运行时最怕失步，非永磁同步电机为了防止失步采取了一些措施，而永磁同步电机就没有，他为了防止步失步就必须要逆变模块·如果没有的话对永磁同步电机是一个浪费，因为永磁同步电机一般的应用场合是对位置转速要求较高的伺服系统

mpang · 发表于 2006-2-18 23:48

永磁同步电机和直流无刷电机的区别确实是气隙磁场的分布不同，之所以称之为‘同步’是因转子的转速和气隙磁场的转速同步,但是广义的说无刷直流电机也可称之为‘同步电机’只是气隙磁场的在工作时是跳变旋转的不连续的，而永磁同步电机的气隙磁场为正弦波这种波的磁场在工作时只要加上交流电就可以产生连续旋转的磁场，所以永磁同步电机工作时转距波动很小，效率非常高，几乎可以接近1