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无刷直流电动机1基本组成环节无刷直流电动机的基本结构见图4.doc

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无刷直流电动机1基本组成环节无刷直流电动机的基本结构见图4.doc

上传人:文库旗舰店 2019/10/4 文件大小:119 KB

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无刷直流电动机1基本组成环节无刷直流电动机的基本结构见图4.doc

文档介绍

文档介绍:无刷直流电动机1基本组成环节无刷直流电动机的基本结构见图1-4。它主要由电动机本体、位置传感器和电子开关电路三部分组成。无刷直流电动机的转子是由永磁材料制成的、具有一定磁极对数的永磁体。转子的结构分为两种:第一种是将瓦片状的永磁体贴在转子外表上,称为凸极式;另一种是将永磁体内嵌到转子铁心中,称为嵌入式。为了能产生梯形波感应电动势,无刷直流电动机的转子磁钢的形状呈弧形(瓦片形),磁极下定转子气隙均匀,气隙磁场呈梯形分布。定子上有电枢绕组,这一点与永磁有刷直流电动机正好相反,无刷直流电动机的定子电枢绕组采用整距集中式绕组。绕组的相数有二、三、四、五相,但应用最多的是三相和四相。各相绕组分别与外部的电子开关电路相连,开关电路中的开关管受位置传感器的信号控制。图1-4无刷直流电动机的结构原理图图1-4中的电动机本体为三相两极。三相定子绕组分别与电子开关电路中相应的功率开关器件连接,在图1-4中,A相、B相、C相绕组分别与功率开关管V1、V2、V3相接。位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相连接。当定子绕组的某一相通电时,该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩,驱动转子旋转,再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号,去控制电子开关电路,从而使定子各相绕组按一定顺序导通,定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子开关电路的导通次序是转子转角同步的,因而起到了机械换向器的作用。因此,所谓无刷直流电动机,就其基本结构而言,可以认为是一台由电子开关电路、永磁式同步电动机以及位置传感器三者组成的“电动机系统”。其原理框图如图1-5所示。图1-5无刷直流电动机原理框图2无刷直流电动机的工作原理现在以三相Y型连接全控电路两两导通方式为例,说明无刷直流电动机的运行原理,如图1-6图1-6三相Y型连接全桥驱动电路两两导通方式是指每一瞬间有两个功率开关导通,每隔1/6周期即60o电角度,换相一次,每次换相一个功率管,每一个功率管导通120o电角度。各功率管的导通顺序是T1T2-T2T3-T3T4-T4T5-T5T6-T6T1-T1T2-……。当功率管T1T2导通时,电流从T1管流入A相绕组,再从C相绕组流出,经过T2管回到电源,如果认定流入绕组的电流所产生的磁势为正,那么从绕组流出的电流所产生的磁势为负,它们的合成磁势如图1-7(a)所示,其大小为Ta,矢量方向在Ta和Tc的角平分线上。当电动机转过60o电角度后,由T1T2换相为T2T3,这时,电流从T3管流入B相绕组,再从C相绕组流出,经T2回到电源,此时合成磁势如图1-7(b)所示,其大小同样为Ta,但合成磁势矢量方向已经转过了60o电角度。而后每次换相一个功率管,合成磁势矢量方向就转过60o电角度,但是大小始终保持Ta不变。图1-7(c)示出了换相时合成磁势的方向。由此也可以看到,三相电流两两导通方式所产生的合成磁势不是一个连续的旋转磁势,而是一个跳跃式的步进磁势。,在空间转过60o电角度过程中,转子磁极上的永磁磁势却是随着转子连续转动的,这两个磁势之间平均速度相等,保持“同步”,但是瞬时速度却是有差别的,因二者之间的相对位置是时刻有变化的,所以,它们相互作用下所产生的除了平均转矩外,还有脉动分量。无刷直流电动机在