文档介绍：无刷直流电机原理?相关理论?无刷直流电机数学模型及运行特性?无刷直流电机工作原理?无刷直流电机控制方法一、相关理论?1、左手定则判断安培力:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。?2、右手定则判断磁场方向:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的 N极。?3、换相原理二、无刷直流电机数学模型及运行特性假定电机定子三相完全对称,空间上互差 120 电角度;三相绕组电阻、电感参数完全相同;转子永磁体产生的气隙磁场为方波,三相绕组反电动势为梯形波;忽略定子绕组电枢反应的影响等,无刷直流电机数学模型如下。 e为反电动势直流无刷电动机电磁转矩是由定子绕组中的电流与转子磁钢产生的磁场相互作用而产生的。定子绕组产生的电磁转矩表达式为: 机械运动方程为: Te为电磁转矩; T为负载; J为转子转动惯量; Pn为磁极数; 可以看出,直流无刷电动机的电磁转矩方程与普通的直流电机相似,其电磁转矩大小与磁通和电流的幅值成正比,所以只要控制逆变器输出方波电流的幅值即可控制直流无刷电机的转矩。 U IREU?????运行特性电动势平衡方程: U是电源电压; E为反电动势; I为平均电枢电流; R为绕组平均电阻; U 为功率管饱和压降其中 U IR EU?????启动特性:电机在启动时,反电动势为 0,因此电枢电流为: 其值可为正常工作电流十几倍,所以启动电磁矩比较大。电机可以很快启动,并能带动负载启动。随着转子加速,反电动势 E 增加,电枢电流减小,转矩降低,加速度减小,最后进入正常工作状态。工作特性: 无刷直流电机工作特性主要包括如下关系:电枢电流和电机效率与输出转矩之间关系。电枢电流和输出转矩的关系为电枢电流随着输出转矩的增加而增加。当输出转矩为 0 时,电机效率为 0. 随着输出转矩增加,电机效率增加。当电机的可变损耗等于不变损耗时,电机效率达到最大,随后开始下降。 R UU In ???机械特性: 机械特性是指外加电压恒定时,电机转速与电磁转矩之间的关系。由上式可知电磁转矩随转速的减小而线性增加右图为电机在不同的供电电压驱动下的机械特性曲线。调速特性: 由上式可知,在同一转速下改变电源电压,可以很容易的改变输出转矩,所以无刷直流电机具有良好的调速控制性能,可以通过调节电压实现平滑调速。)(R nKe R UU Km Te????