永磁無刷直流電動機

原理分析傳統(tǒng)直流電動機

如圖所示，傳統(tǒng)的直流電動機電樞鐵心上連有換向片。為了把電樞與外電路連通，

傳統(tǒng)直流電動機特別裝置了兩把電刷A,B，通過電刷與換向片的共同作用，可產(chǎn)生極性恒定的直流電動勢，如to，t1兩時刻所示。無刷直流電機圖1基本結(jié)構(gòu)及工作原理無刷直流電動機的基本結(jié)構(gòu)包括電動機本體，控制器和轉(zhuǎn)子位置傳感器三部分。工作原理以兩相導通三相星型六狀態(tài)無刷直流電動機為例來說明，圖1為其基本原理圖。圖中VF為逆變器，控制電路對轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測的信號進行邏輯變換后產(chǎn)生脈寬調(diào)制PWM信號，經(jīng)過驅(qū)動電路放大送至逆變器各功率開關管，從而控制電動基本結(jié)構(gòu)及工作原理機各相繞組按一定順序工作，在電機氣隙中產(chǎn)生跳躍式旋轉(zhuǎn)磁場。定子旋轉(zhuǎn)磁場根據(jù)開關管的導通，以定子磁場正向旋轉(zhuǎn)說明，如圖所示：定子旋轉(zhuǎn)磁場定子合成磁勢Fa經(jīng)六個狀態(tài)實現(xiàn)了正向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)圖2(a，b，c)反映了轉(zhuǎn)動的一個狀態(tài)：當轉(zhuǎn)子如圖位置，定子繞組中通以圖示電流轉(zhuǎn)子正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)，A,B相繞組在空間的合成磁勢Fa與轉(zhuǎn)子磁場相互作用，帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，在這一轉(zhuǎn)動狀態(tài)中，電樞磁勢對轉(zhuǎn)子磁場起到了去磁—不去磁不增磁—增磁的作用過程。在圖2（a，b，c）的60°電角范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子磁場順時針連續(xù)轉(zhuǎn)動，定子合成磁場Fa位置不動，當轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)夠60°電角度達到圖2（c）位置時，F(xiàn)a才做下一變化。轉(zhuǎn)子正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)可見，定子合成磁場在空間不是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的磁場，而是一種跳躍式旋轉(zhuǎn)磁場，每個步進角是60°電角。當轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過60°電角時，逆變器開關管之間就進行一次換流，定子磁狀態(tài)就改變一次?？梢姡姍C有六個磁狀態(tài)，每一狀態(tài)都是兩相導通，每相繞組中流過電流的時間相當于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)120°電角，每轉(zhuǎn)子正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)個開關管的導通角為120°，故逆變器為120°導通型。對圖1的定子繞組通不同相的電流，可使得轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動。其正反轉(zhuǎn)的邏輯關系可用表1表示說明。表1：起始位置如圖2（a）正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)導通繞組導通管子導通繞組導通管子ABV1,V6BAV3,V4ACV1,V2CAV5,V4BCV3,V2CBV5,V6BAV3,V4ABV1,V6CAV5,V4ACV1,V2CBV5,V6BCV3,V2優(yōu)越性及其應用永磁無刷直流電動機（PermanentmagnentbrushlessDCmotor）用電子換向裝置替代直流電動機的換向器，解決了直流電動機的換向問題，同時保留了直流電動機的優(yōu)良特性:(1)結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維護方便(2)啟動轉(zhuǎn)矩大(3)調(diào)速性能好優(yōu)越性及其應用

近幾十年來，隨著電力電子技術，永磁材料磁和微機控制技術的發(fā)展，永磁無刷直流電動機得到了迅速發(fā)展。傳統(tǒng)鐵氧體，鋁鎳鈷永磁無刷直流電動機優(yōu)點：可靠性高，維護方便，結(jié)構(gòu)簡單，特性好，轉(zhuǎn)速不受機械換向限制。稀土永磁材料除上述外的優(yōu)勢：（1）具有高磁能積，使電機可以明顯減優(yōu)越性及其應用小體積，降低重量。（2）矯頑力Hc高，剩磁Br大?？僧a(chǎn)生很大的氣隙磁通，縮小永磁體轉(zhuǎn)子外徑。（3）內(nèi)稟矯頑力Hci極高，磁場定向性好，易建立矩形波磁場。（4）電樞反應對稀土永磁體去磁作用小，適合突然反轉(zhuǎn)，堵轉(zhuǎn)等特殊運行場合優(yōu)越性及其應用的要求。（5）去磁曲線線性可逆，給工作點計算帶來方便。應用場合由于永磁無刷直流電動機具有上述一系列優(yōu)點，因而其用途更廣泛，特別適合于對性能，體積重量要求更高的場合，