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直流無(wú)刷電機(jī)的工作原理(LHL) |
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直流無(wú)刷電機(jī)的工作原理如下:
直流無(wú)刷電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子和電機(jī)控制部分組成,其中定子包含線圈繞組和鐵心,轉(zhuǎn)子的主要部件是永磁體,電機(jī)控制部分則包含了檢相、換相元件以及無(wú)刷電機(jī)控制器1.
依靠位置傳感器換向:轉(zhuǎn)子位置傳感器的主要作用是檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極相對(duì)于定子電樞繞組軸線的位置,從而提供給逆變電路正確的換相信息,通過(guò)將轉(zhuǎn)子磁鋼磁極的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳遞給電機(jī)控制器,電機(jī)控制器根據(jù)得到的位置信息控制定子繞組換相,保證電動(dòng)機(jī)定子繞組中的電流根據(jù)轉(zhuǎn)子位置的變化按次序換相,從而在電動(dòng)機(jī)氣隙中形成步進(jìn)式的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子持續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)1. 無(wú)位置傳感器換向:對(duì)于無(wú)位置傳感器控制方式,則需要單獨(dú)從電動(dòng)機(jī)取得某種信息,并通過(guò)特定的電路和軟件來(lái)計(jì)算獲得轉(zhuǎn)子的位置信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)換向控制1.
產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng):直流無(wú)刷電機(jī)利用方波電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制,在方波電流作用下,逆變器功率管根據(jù)方波的高和低來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷,使電動(dòng)機(jī)定子電樞產(chǎn)生按 60° 電角度持續(xù)前進(jìn)的磁場(chǎng) 。常見(jiàn)的工作方式為三相橋式六狀態(tài)的工作方式,在 360°(電氣角)的一個(gè)電氣周期內(nèi),三相繞組有六個(gè)導(dǎo)通狀態(tài),據(jù)此可以劃分為六個(gè)區(qū)間。三相繞組的三個(gè)端連接在由六個(gè)大功率開(kāi)關(guān)器件組成的三相橋式逆變器的三個(gè)橋臂上,繞組為星形接法時(shí),在任意時(shí)刻,三相繞組中都一定有且只有兩個(gè)繞組串聯(lián)導(dǎo)電,其中一相為正向?qū),另一相為反向(qū)?span style="box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); font-size: 18px; -webkit-font-smoothing: antialiased; height: 14px; line-height: 14px; margin: 0px 4px 2px; min-width: 14px; overflow: hidden; padding: 0px; text-overflow: ellipsis; vertical-align: -1px; text-wrap: nowrap; width: 14px; -webkit-line-clamp: 1; background: var(--s-color-bg-trans-tertiary); text-align: center; user-select: none; color: initial; cursor: pointer; overflow-anchor: auto;">1. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng):定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的永磁體相互作用,產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的力,由于轉(zhuǎn)子是永磁體,其會(huì)在磁場(chǎng)力的作用下跟隨定子磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)1.
開(kāi)環(huán)控制:僅通過(guò)轉(zhuǎn)子位置傳感器來(lái)獲取轉(zhuǎn)子的位置信息,從而保證轉(zhuǎn)子位置與電動(dòng)機(jī)換相同步。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流由取決于電動(dòng)機(jī)的以及所驅(qū)動(dòng)負(fù)載的機(jī)械特性。當(dāng)電壓或著負(fù)載出現(xiàn)波動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)發(fā)生一定的波動(dòng),不能通過(guò)控制使其保持穩(wěn)定1. 閉環(huán)控制:常見(jiàn)的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、和相電流的反饋信息來(lái)調(diào)節(jié)控制電流,從而獲得更好的控制效果和更完善的控制功能,實(shí)現(xiàn)一定程度的穩(wěn)速或調(diào)速控制。該系統(tǒng)中,外部給定控制系統(tǒng)一個(gè)電機(jī)的目標(biāo)速度值,轉(zhuǎn)子位置傳感器電路對(duì)測(cè)得的轉(zhuǎn)子位置信息進(jìn)行處理獲得轉(zhuǎn)子的當(dāng)前轉(zhuǎn)速,目標(biāo)速度值與速度反饋值相減得到速度差值,再通過(guò)速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行 PI 調(diào)節(jié),輸出電流環(huán)的給定值,同理與電流傳感器得到的電流反饋值進(jìn)行比較得到電流差值,電流差經(jīng)過(guò)電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后,輸出控制信號(hào)給功率開(kāi)關(guān)電路,以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
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