文档介绍：无刷直流电机一、原理二、性能三、设计四、计算实例一、原理?利用霍尔元件对磁力线的感应,使定子中的线圈电磁性改变,推动转子(磁钢环) 转动。?1、霍尔元件?2、霍尔元件的电路?3、转动换相原理 1、霍尔元件?霍尔效应是 1879 年被美国物理学家霍尔发现的。?霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。?霍尔元件以半导体材为基底制作,如 Ge 、 Si、 InSb 、 GaAs 、 InAs 、 InAsP 等?霍尔元件分类:开关型和线性?电流通过基底时,受洛伦兹力而产生电流粒子偏移,使基底一侧产生+/- 电荷。为电信号。磁场改变,电信号改变。 2、霍尔元件的电路?霍尔元件内部电路(以 277 为例) 稳压电源反向保护器 1差分放大器 V OUT1 4 GND V OUT2 3 2 霍尔元件施密特触发器输出级 Vcc 说明 1)电压调节器:当电源电压从 ~20V 变化时,保证该电路正常工作。 2)反向保护器:当应用电源反接或在使用过程中受到反向脉冲电压的干扰时,对电路起保护作用,保护电压可达 30V; 3)霍尔电压发生器:将变化的磁信号转换成相应的电信号。 4)差分放大器:将霍尔电压发生器输出的微弱电压信号放大。 5)施密特触发器:将差分放大器输出的模拟信号转换成数字信号。 6)温度补偿器:确保集成电路在-20 ℃~+85 ℃之间可靠地工作。 7)互补输出器:输出电流可直接驱动无刷风机的两组绕组。当无刷风机接通电源时,若霍尔电压发生器受到交变磁场的作用,输出端(2)和( 3)的电位状态也随着发生变化,从而改变负载(风机绕组)电流的方向,使风机正常运转。 3、转动换相原理?当转子转过一定角度后, 霍尔元件感受到磁场方向的变化,使引出信号改变。从而改变定子线圈的电流方向。使电流磁场与转子磁场相互作用,产生旋转力矩。二、性能?1、安培力?2、反电势?3、电压?4、转速 1、安培力基础知识: 1)运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力,即磁场对运动电荷的作用力。洛兹力的公式: F=QvB 。 2)通电导线在磁场中受到的作用力。磁场对电流的作用力通常称为安培力,安培力公式: F=ILBsin(I ,B), 方向: 左手定则。 3)通电导线安培力是洛伦兹力的宏观表现, 安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。为电机极对数 p p Ni RL p RNLi M RL pLp R L B RNBLi RF M N?????????????????????????????????2 2 电机应用: 1)一根导线切割磁力线产生的力 F=iLB N 根导线切割磁力线产生的力 FN=NiLB 2)力矩 2、反电势? 1)电势:当导线切割磁力线时,在导线两端产生的电动势。方向:右手定则?2)一根导线在磁场中运动所产生的电势 e=BLv=BL(2 π Rn)/60 ?N根导线在磁场中运动所产生的电势为: E Nn p Rn R pN Lv RL pN NBLv N e ????????? 60 2 60 22 22 2???