无刷直流电机

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,无刷直流电动机,无刷直流电动机的结构,无刷直流电动机利用电子开关线路和位置传感器来代替电刷和换向器， 使这种电机既具有直流电动机的特性， 又具有交流电动机结构简单、 运行可靠、 维护方便等优点。,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，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。,电动机的定子绕组（电枢）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位置，在电动机内装有位置传感器。,无刷直流电动机的结构,定子是电动机的电枢。 定子铁心中安放着对称的多相绕组， 可接成星形或封闭形,(,角形,),， 各相绕组分别与电子开关线路中的相应晶体管相连接。,无刷直流电动机的定子,无刷直流电动机的结构,无刷直流电机的定子与转子,无刷直流电动机的结构,无刷直流电机与直流电机,:,转子与定子交换角色,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一定的空间角度，产生转矩推动转子旋转。,无刷直流电动机的结构,位置传感器作用：检测转子磁场相对于定子绕组的位置。,结构形式：电磁式、光电式和霍尔元件,无刷直流电动机的位置传感器,无刷直流电动机通常是由电动机本体、位置传感器和电子开关电路三部分组成。,无刷直流电动机的结构,无刷直流电动机中，根据位置传感器的信号，按照一定的规律，使某些功率元件在某一瞬时导通或截止，从而接通或断开相应的电枢绕组中的电流。电枢绕组内电流导通或断开的变化过程称为换流。,无刷直流电动机的结构,1,、,A,相导通，产生磁势,Fa,，电机顺时针转过,120,2,、,B,相导通，产生磁势,Fb,，电机顺时针转过,120,3,、,C,相导通，产生磁势,Fc,，电机顺时针转过,120,无刷直流电动机的工作过程,无刷直流电动机的工作过程,三相通电顺序,从以上过程可以看出，电机运行中，首先监测转子位置，转子每转过,120,，功率管换流一次，定子磁场状态改变一次，改变,3,次为一个周期，期间，每个功率管导通,1/3,周期，形成跳跃式步进旋转磁场，并在转子上产生脉动式转矩。此工作模式为三相三状态。,减小转矩脉动的方法：增加磁场状态数量，例如两相六状态。,无刷直流电动机的工作过程,无刷直流电动机的工作过程,该模式下，磁场步进幅度为,60,，,1/6,周期。,转子每转过,60,，功率管换流一次，一个周期,6,次，共,6,个状态。,每个功率管每周期导通,120,无刷直流电动机的工作过程,无刷直流电动机的工作过程,一般所说的无刷直流电动机是指采用晶体管作为电子换向开关元件的直流电动机。,无刷直流电动机通常是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关电路三部分组成。无刷直流电动机在通电后，电枢绕组在位置传感器的信号控制下，根据转子的位置不断使定子绕组换流，使定子绕组产生一个步进式的旋转磁场，在该旋转磁场的作用下，永磁转子就连续不断地旋转起来。,无刷直流电动机的电磁转矩可以认为是定子的电枢磁动势和转子磁动势相互作用产生的。由于电枢磁动势在空间是一个步进式的旋转磁场，因而电磁转矩是波动的。电磁转矩的波动与定子绕组的相数和晶体管开关电路的形式有关。若相数越多，则波动越小。,无刷直流电动机的总结,1,、在办公自动化设备的应用,这些设备对驱动马达的电磁干扰和噪声的要求高，且需要稳速、调速、定位等特性。无刷直流电动机大量被采用，如计算机硬、软盘驱动，光盘驱动。,2,、,在工业自动化设备中的应用,在高精度数控加工设备中，特别是在机器人和机械手的驱动中，无刷电机的应用极多。,3,、,在汽车和电动车辆中的应用,在汽车中使用的电动机，对其工作可靠性要求特别高，且现代汽车设计自动化程度愈来愈高，为无刷电动机的应用展现美好的前景。,4,、,在现代家用电器中的应用,使用了无刷电动机的家电产品，能够实现自动操作，定时、定温、自然调节，且具有十分宽的调速范围，可无级调速，低噪声、高效率等多功能。近年来，无刷直流电动机在洗衣机、空调器、冰箱、热水器等各类家电产品中均有应用，提高了家电产品自动化程度。如按室温自动调温的空调器，可自动根据衣物确定洗涤强度的洗衣机，可根据冷藏物自动选择冷冻温度的电冰箱等等。,无刷直流电动机的应用,