文档介绍:无刷直流电机
一、原理
二、性能
三、设计
四、计算实例
1
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
2
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。
3
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
VOUT1
4
GND
VOUT2
3
2
霍 尔
元 件
施密特
触发器
输出级
Vcc
4
说明
1)电压调节器:~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。
5
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。
6
二、性能
1、安培力
2、反电势
3、电压
4、转速
7
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。
8
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
9
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(2πRn)/60
N根导线在磁场中运动所产生的电势为:
10