【学习】无刷直流电机的基本结构及工作原理 |
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研究的是电机控制,研究的不是电机本体,所以无刷直流电机教材中关于磁路、磁导率、气隙饱和、去磁曲线等基础知识是设计电机的人需要看的,对仅以电机控制为研究目标的人来讲意义不大。对于入门者,首先记牢三个基本定则:左手定则、右手定则、右手螺旋定则。 一、无刷直流电机的基本结构 1、定子 (1)定子铁芯:硅钢片叠压而成,内圆表面开有槽,用于布置定子绕组。 (2)定子绕组:若干线圈。 二、内转子型无刷直流电机的工作原理 1、两相两极无刷直流电机的工作原理(磁回路分析法) (1)当两头的线圈通上电流时,根据右手螺旋定则,会产生方向指向右的外加磁感应强度B(如粗箭头方向所示),而中间的转子会尽量使自己内部的磁力线方向与外磁力线方向保持一致以形成一个最短闭合磁力线回路,这样内转子就会按顺时针方向旋转了。 2、三相两极无刷直流电机的工作原理 (1)无刷直流电机定子的三相绕组有星形联结方式和三角形联结方式,其中“三相星形联结的二二导通方式”最为常用,故这里只对这种情况作详细分析。 三、外转子型无刷直流电机的工作原理 1、外转子型和内转子型的区别在于,外转子型电机将原来处于中心位置的磁钢做成一片片,贴到了外壳上。无刷直流电机运行时,是整个外壳在转,而中间的定子线圈不动。 2、外转子型较内转子型来说,转子的转动惯量要大很多,因为转子的主要质量都集中在外壳上,所以转速较内转子电机要慢。 3、外转子型无刷直流电机工作原理的分析方法与内转子型类似,原则是转子的N极与通电绕组的S极有对齐的运动趋势,而转子的S极与通电绕组的N极有对齐的运动趋势。 四、无刷直流电机换相操作的实现(以星形联结二二导通方式为例) 通过控制电机电子换相电路T1~T6六个开关管的开关顺序,来调整电机定子线圈的通电顺序,以实现电机的换相操作,使电机运转起来。 2、无刷直流电机换相控制方式(二二导通方式) (1)二二导通方式是每次使两个开关管同时导通。 (2)以图15为例,其导通顺序有:T1、T4→T1、T6→T3、T6→T3、T2→T5、T2→T5、T4。 (3)当T1、T4导通,电流流通的方向为:电源(+)→T1→A相绕组→B相绕组→T4→地。 总结:无刷直流电机的工作原理 1、无刷直流电机要转动,须先根据转子位置传感器的输出信号确定转子位置。 2、然后通过电子换相线路去驱动电机本体使电枢绕组(定子绕组)依次馈电。 3、从而在定子上产生旋转的磁场,驱动永磁转子转动。 |
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