无刷直流电机的原理以及应用

2022-09-20

      随着人类社会的进步,现代家庭生活对家用电器的种类、性能、品质提出了更高的要求。特别是带有调速电机的各种家用电器对电机的转矩性能、运行平稳度、调速范围、以及能效、噪音等都提出更高的要求。随着半导体工业,特别是电子器件及微控制器的发展,变速驱动变得更加现实且成本更低。由此可见,直流无刷电机相对于其它类型电机来说是一种新型电机,它的驱动、控制更是和电子技术息息相关,因此,对无刷直流电机及其控制的方法进行系统、深入的研究有着十分重要的现实意义。

  1、无刷直流电机的系统结构及工作原理

  1.1无刷直流电机的组成

  无刷直流电机与有刷直流电机相似,它具有旋转的磁场和固定的电驱。这样电子换相线路中的功率开关器件,如晶闸管,晶体管等可直接与电驱绕组连接。在电机内,装有一个转子位置传感器,用来检测转子在运行过程中的位置,它与电子换相线路一起,代替了有刷直流电机的机械换相装置。综上所述,无刷直流电机由电机本体,转子位置传感器和电子换相线路三大部分组成。

  1.1.1电机本体

  电机本体在结构上与永磁电动机相似,但没有笼型绕组和其它启动装置。

  1.1.2转子位置传感器

  转子位置传感器在直流无刷电机中起着测定转子磁极位置的作用,为逻辑开关电路提供正确的换相信息,即将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号,然后去控制定子绕组换相。

  1.1.3电子换相线路

  当定子绕组的某一相通电时,该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩,驱动转子旋转,再由位置传感器将转子磁钢位置变成电信号,去控制电子开关线路,从而使定子各项绕组按一定次序导通,定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子開关线路的导通次序是与转子转角同步的,因而起到了机械换向器的换向作用。

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