1.2無(wú)刷DC電機(jī)的工作原理

　　1.2.1無(wú)刷DC電機(jī)的特性

　　DC電機(jī)主要有兩種類(lèi)型:DC刷電機(jī)和無(wú)刷DC電機(jī)。

　　1。有刷DC電機(jī)

　　DC電機(jī)以其良好的啟動(dòng)性能和調(diào)速性能而聞名。DC電機(jī)的拉絲DC電機(jī)采用機(jī)械換向器，驅(qū)動(dòng)方法簡(jiǎn)單。其模型圖如圖1.2所示。 電機(jī)主要由永磁材料制成的定子、纏繞有touP的轉(zhuǎn)子(電樞)組成一ngfodlonjled一nggonglU、換向器、電刷等。只要在電刷的兩端A和B引入一定的直流電流，電機(jī)的換向器就會(huì)自動(dòng)改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)方向，使得直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子繼續(xù)工作。

　　從上面可以看出，換向器和電刷在DC電機(jī)中起著重要的作用。雖然它可以簡(jiǎn)化電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)，但也有一些缺點(diǎn): z結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，增加了制造成本; z容易受到環(huán)境(如灰塵等)的影響。)，這降低了工作的可靠性; 換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，限制了應(yīng)用范圍。 z容易損壞，增加維護(hù)成本等。

　　2。無(wú)刷DC電機(jī)

　　無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的誕生克服了無(wú)刷DC電機(jī)的先天缺陷，用電子換向器取代了機(jī)械換向器。因此，無(wú)刷DC電機(jī)不僅具有DC電機(jī)調(diào)速性能好的特點(diǎn)，還具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)換向火花、運(yùn)行可靠、易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。

　　圖1.3所示的無(wú)刷DC電機(jī)模型是從圖1.2轉(zhuǎn)換而來(lái)的模型。它主要由永磁材料制成的轉(zhuǎn)子、帶touP的定子組成一ngfodlonjled一nggonglU和位置傳感器(可選)。可以看出，它與DC汽車(chē)有許多共同之處。定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相似(原定子變成轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子變成定子)，繞組連接線基本相同。然而，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有明顯的不同:無(wú)刷DC電機(jī)在DC電機(jī)中沒(méi)有換向器和電刷，而是被位置傳感器所取代。這樣，電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，降低了電機(jī)的制造和維護(hù)成本，但無(wú)刷DC電機(jī)不能自動(dòng)改變方向(相位)，犧牲成本是電機(jī)控制器成本的增加(例如，對(duì)于同一個(gè)三相DC電機(jī)，無(wú)刷DC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸需要4根動(dòng)力管，而無(wú)刷DC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸需要6根動(dòng)力管)。

　　圖1.3顯示了一個(gè)低功率、三相、星形連接和單對(duì)磁極的無(wú)刷DC電機(jī)。它的定子在里面，轉(zhuǎn)子在外面。其結(jié)構(gòu)非常類(lèi)似于圖1.2所示的DC電機(jī)。另一個(gè)無(wú)刷DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)正好與這個(gè)相反。它的定子在外面，轉(zhuǎn)子在里面，也就是說(shuō)，定子是由touP組成的基座一ngfodlonjled一nggonglU，轉(zhuǎn)子由永磁材料制成。

　　無(wú)刷DC電機(jī)具有以下特點(diǎn):

　　無(wú)刷DC電機(jī)具有良好的外部特性，可以在低速時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩，因此可以提供大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

　　無(wú)刷DC電機(jī)具有很寬的速度范圍，可以以任何速度全速運(yùn)行。

　　無(wú)刷DC電機(jī)效率高，過(guò)載能力強(qiáng)，在拖動(dòng)系統(tǒng)中具有優(yōu)異的性能。

　　無(wú)刷DC電機(jī)再生制動(dòng)效果良好。因?yàn)樗霓D(zhuǎn)子是由永磁材料制造的，所以在制動(dòng)時(shí)馬達(dá)可以進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。 運(yùn)動(dòng)狀態(tài);

　　無(wú)刷DC電機(jī)體積小，功率密度高。 無(wú)刷DC電機(jī)無(wú)機(jī)械換向器，采用全封閉結(jié)構(gòu)，可防止灰塵進(jìn)入電機(jī)，可靠性高。 高性別;

　　無(wú)刷DC電機(jī)比異步電機(jī)更易于驅(qū)動(dòng)和控制。

　　1.2.2無(wú)刷DC電機(jī)的工作原理 無(wú)刷DC電機(jī)的定子為touP一ngfodlonjled一nggonglU電樞和轉(zhuǎn)子是永磁體。如果只向電機(jī)施加固定的直流電流，電機(jī)只能產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，而不能旋轉(zhuǎn)。只有實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，然后根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置向電機(jī)的不同連接處施加相應(yīng)的電流，定子才能產(chǎn)生方向均勻變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)才能隨磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。

　　如圖1.4所示，示出了無(wú)刷DC電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理圖。為了便于描述，電機(jī)定子線圈的中心抽頭連接到電機(jī)電源，每相的端點(diǎn)連接到功率管，當(dāng)位置傳感器接通時(shí)，功率管的g極連接到12V，功率管接通，相應(yīng)的相位線圈接通。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，三個(gè)位置傳感器依次導(dǎo)通，相應(yīng)的相位線圈也依次導(dǎo)通，使得定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也連續(xù)變化，電機(jī)的轉(zhuǎn)子也隨之旋轉(zhuǎn)。

　　這是無(wú)刷DC電機(jī)的基本旋轉(zhuǎn)原理——檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，依次給每一相通電，并連續(xù)均勻地改變定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向。 無(wú)刷DC電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理將在無(wú)刷DC電機(jī)的位置傳感器驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)一步介紹。為了便于理解，本文件的以下內(nèi)容使用圖1.5所示的兩個(gè)符號(hào)作為模型介紹。圖a示出了電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子位于同一圓心，圖b示出了轉(zhuǎn)子和定子位于不同的圓心，這是為了便于解釋電機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)。詳情請(qǐng)見(jiàn)下文。

　　1.3無(wú)刷DC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法

　　無(wú)刷DC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式可以根據(jù)不同的類(lèi)別分為不同的驅(qū)動(dòng)模式，每種驅(qū)動(dòng)模式都有自己的特點(diǎn)。

　　按壓驅(qū)動(dòng)波形:

　　z方波驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方便，易于實(shí)現(xiàn)電機(jī)無(wú)傳感器控制。

　　z正弦驅(qū)動(dòng)，可以提高電機(jī)的運(yùn)行效果，使輸出扭矩均勻，但實(shí)現(xiàn)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。同時(shí)，該方法具有空間矢量脈寬調(diào)制和空間矢量脈寬調(diào)制，空間矢量脈寬調(diào)制優(yōu)于空間矢量脈寬調(diào)制。