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电机驱动基础知识

电动机会转,是因为定子绕组产生的圆形旋转磁场在转,从而带动或驱动转子转动。

通电线圈(绕组)为什么能产生磁场?安培定则,也叫右手螺旋定则,告诉我们这样的规律:●安培定则一(通电直导线中):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那
么四指的指向就是磁感线的环绕方向;
●安培定则二(通电螺线管中):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,
那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

[电机驱动]
异步电机:
●电机的转子转速小于旋转磁场的转速,
●接有负载时的转子转速与旋转磁场的转速(所接电网频率)之比不是恒定值,与负载大
小有关。

●典型的异步电机如鼠笼型感应电动机ACIM。

异步电机工作原理:
1.定子产生的磁场旋转,使转子上均匀分布的导条作切割磁力线运动,根据“右手定则”
可知导条上将产生感应电动势;
2.由于转子导条已构成闭合回路,感应电动势产生感应电流;
3.根据“左手定则”可知流着感应电流的导条在旋转磁场中会受到电磁力矩的带动;
4.于是转子跟着转动起来,由于转子导条作切割磁力线运动是先决条件,所以转子转速不
能和定子转速相同,必须有一个转差率。

同步电机:
●其定子磁场旋转速度= 转子转速。

●电机的转子转速恒等于60f/p,旋转磁场的转速(所接电网频率f)不变则转子转速也不
变,与负载的大小无关。

●正由于这样,同步电动机的电流在相位上是超前于电压的,即同步电动机是一个容性负
载。

同步电机工作原理:
定子产生磁场,与转子上的磁极产生作用力,定子磁场旋转则带动转子转动,转速同步。

按照电机绕组上得到的相电压波形不同,可将电机驱动方式分为直流PWM和正弦PWM(即SPWM)两类。

直流PWM又叫做单脉波逆变电路(即trapezoidal drive),其输出电压的半个周期内只有一个矩形波。

与之相比,SPWM的输出电压或电流接近正弦波,从而减少了谐波分量,降低了负载(电机)发热和转矩脉动。

普通SPWM的改进版叫做鞍形波(Saddle) PWM,即SAPWM,改善普通PWM驱动的直流电压利用率达15%之多。

SVPWM是另一种正弦PWM波形的生成方法,它的思路是按照旋转磁场轨迹为圆形这一目标来控制和生成SPWM波形——因为电机的三相电流正弦化的最终目的是希望在空间产生圆形旋转磁场,从而产生恒定的电磁转矩。

这种控制方法也叫“磁链跟踪控制”。

由于磁链的轨迹是靠不同的电压空间矢量相加得到的,所以又称电压空间矢量控制(Space Vector -PWM)。

区分两个概念:
“180度驱动”是指时间轴(相电流或电压的相位)上驱动电流或电压存在的‘时长’,或其对应的上下开关管的‘导通角’。

“正弦波驱动”是指电机的相电流或电压是由‘SPWM方式’产生的。

对一个互补输出的驱动器而言,从输出端向外电路流出的负载电流称为拉电流(SOURCE CURRENT);从外电路流入输出端的负载电流称为灌电流(SINK CURRENT);在没有负载的情况下,驱动器本身消耗的电流称为QUIESCENT CURRENT。

表示拉电流和灌电流:
一个是从IC流出,表示为负值,source拉电流;
一个流入IC的PIN脚,表示为正值,sink灌电流。

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