当前位置:文档之家› 无刷直流电机简介及实例

无刷直流电机简介及实例

无刷直流电机属于直流电机,我们需要先清楚何为直流电机。

直流电机是指能输出直流电流的发电机,或通入直流电流而产生机械运动的电动机。

直流电机简易模型如下图。

原动机以恒定转速拖动电枢即直流发电机。

若把负载改为直流电源,则电机做电动机运行。

直流电动机都有电刷和换向器,其间形成的滑动机械接触严重地影响了电动机的精度、性能和可靠性,所产生的火花会引起无线电干扰。

缩短电动机寿命,换向器电刷装置又使直流电动机结构复杂、噪声大、维护困难,长期以来人们都在寻求可以不用电刷和换向器装置的直流电动机,这就是无刷直流电机,它没有电刷和换向器。

构成和原理:
以无刷直流电动机为例:
无刷直流电动机通常是由永磁电机本体、转子位置传感器和功率电子开关三部分组成。

众所周知,直流电动机从电刷向外看虽然是直流的,但从电刷向内看,电枢绕组中的感应电势和流过的电流完全是交变的。

从电枢绕组和定子磁场之间的相互作用看实际上是一台电励磁的电动机。

电动机运行方式下,换向器起逆变作用,把电源直流逆变成交流送入电枢绕组。

永磁无刷电动机用功率电子开关代替了直流电机中的换向器,用无接触式的转子位置检测器代替了基于接触导电的电刷,尽管两者结构不同,但作用完全相同。

无刷直流电动机中的位置传感器的作用是检测转子磁场相对于定子绕组的位置,并在确定的相对位置上发出信号控制功率放大元件,使定子绕组中的电流进行切换。

通过位置传感器测量转子的准确位置,使各晶体管在转子的适当位置导通和截止,从而控制各电枢绕组的
电流随着转子位置的改变按一定的顺序进行换流,保证了每个磁极下电流的方向,实现了无电刷的无接触式换向。

控制:
无刷直流电机使用了位置检测器代替了电刷,电子换向电路代替了机械式换向器,因此电子控制系统是这种电机不可缺少的必要组成部分。

开环控制系统和闭环控制系统。

可以实现电机正反转控制、制动、速度调节。

星形三相六状态无刷直流永磁电动机原理
当开关管BG1与BG5导通时,电流由A组线圈进B组线圈出,两个线圈形成的合成磁场方向向上,,规定此时的磁场方向为0度、转子旋转角度为0,如下图。

当开关管BG1与BG6导通时,电流由A组线圈进C组线圈出,形成的磁场方向顺时针转到60度,转子也随之转到60度,如下图。

当转子转到60度时,开关管BG2与BG6导通时,电流由B组线圈进C组线圈出,形成的磁场方向顺时针转到120度,转子也随之转到120度,见下图左。

当转子转到120度时,开关管BG2与BG4导通时,电流由B组线圈进A组线圈出,形成的磁场方向顺时针转到180度,转子也随之转到180度,见下图右。

接下来开关管BG3与BG4导通,C进A出,磁场顺时针转到240度
开关管BG3与BG5导通时,C进B出,磁场顺时针转到300
控制器是如何知道转子转到该切换的位置呢?这就靠转子位置检测装置。

相关主题