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无刷直流电机的工作原理

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无刷直流电机原理 无刷直流电动机的工作原理 普通直流电动机的电枢在转子上,而定子产生固定不动的磁场。为了使直流电动机旋转,需要通过换向器和电刷不断改变电枢绕组中电流的方向,使两个磁场的方向始终保持相互垂直,从而产生恒定的转矩驱动电动机不断旋转。 无刷直流电动机为了去掉电刷,将电枢放到定子上去,而转子制成永磁体,这样的结构正好和普通直流电动机相反;然而,即使这样改变还不够,因为定子上的电枢通过直流电后,只能产生不变的磁场,电动机依然转不起来。为了使电动机转起来,必须使定子电枢各相绕组不断地换相通电,这样才能使定子磁场随着转子的位置在不断地变化,使定子磁场与转子永磁磁场始终保持左右的空间角,产生转矩推动转子旋转。 无刷直流电动机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。 ● 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。无刷直流电动机的原理简图如图一所示: 主电路是一个典型的电压型交-直-交电路,逆变器提供等幅等频 5-26KHZ调制波的对称交变矩形波。永磁体 N-S 交替交换,使位置传感器产生相位差 120°的 U、V、W 方波,结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号:101、100、110、010、011、001,通过逻辑组建处理产生 T1-T4 导通、T1-T6 导通、T3-T6导通、T3-T2 导通、T5-T2 导通、T5-T4 导通,也就是说将直流母线电压依次加在 A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,这样转子每转过一对 N-S 极,T1-T6 功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。每种状态下,仅有两相绕组通电,依次改变一种状态,定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60°电度角,转子跟随定子磁场转动相当于60°电度角空间位置,转子在新位置上,使位置传感器U、V、W 按约定产生一组新编码,新的编码又改变了功率管的导通组合,使定子绕组产生的磁场轴再前进 60°电度角,如此循环,无刷直流电动机将产生连续转矩,拖动负载作连续旋转。正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的,而不是由...

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