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  • 無刷電機結構解析與簡介及和無刷電機工作原理詳解
    • 發布時間:2019-11-30 14:40:24
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    無刷電機簡介
    電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法,同三相異步電動機十分相似。電動機的轉子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測電動機轉子的極性,在電動機內裝有位置傳感器。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成,其功能是:接受電動機的啟動、停止、制動信號,以控制電動機的啟動、停止和制動;接受位置傳感器信號和正反轉信號,用來控制逆變橋各功率管的通斷,產生連續轉矩;接受速度指令和速度反饋信號,用來控制和調整轉速;提供保護和顯示等等。
    近三十年來針對異步電動機變頻調速的研究,歸根到底是在尋找控制異步電動機轉矩的方法,稀土永磁無刷直流電動機必將以其寬調速、小體積、高效率和穩態轉速誤差小等特點在調速領域顯現優勢。
    無刷直流電機因為具有直流有刷電機的特性,同時也是頻率變化的裝置,所以又名直流變頻,國際通用名詞為BLDC。無刷直流電機的運轉效率、低速轉矩、轉速精度等都比任何控制技術的變頻器還要好,所以值得業界關注。無刷電機在我國的發展時間雖短,但是隨著技術的日益成熟與完善得到了迅猛發展。已在航模、醫療器械、家用電器、電動車等多個領域得到廣泛應用,并在深圳、長沙、上海等地形成初具規模產業鏈。如深圳偉業電機、長沙科達等一批專業廠商,在技術上不斷推進行業發展。近幾年來,無刷電機成為在模型領域里快速發展的一種動力。由于產量和價格的原因,過去幾年無刷電機多使用在中高檔航空模型中,現在由于機械加工技術的快速發展,無刷電機的生產成本下降許多,目前它正進入模型領域的各個層面,從電動遙控車到電動遙控船再到電動模型飛機,無處不在。
    結構解析
    無刷電機從結構上,無刷電機和有刷電機有相似之處,也有轉子和定子,只不過和有刷電機的結構相反;有刷電機的轉子是線圈繞組,和動力輸出軸相連,定子是永磁磁鋼;無刷電機的轉子是永磁磁鋼,連同外殼一起和輸出軸相連,定子是繞組線圈,去掉了有刷電機用來交替變換電磁場的換向電刷,故稱之為無刷電機(Brushless motor),那現在就有問題了,沒有了電磁場的變換,如何讓無刷電機轉動呢?
    簡單而言,依靠改變輸入到無刷電機定子線圈上的電流波交變頻率和波形,在繞組線圈周圍形成一個繞電機幾何軸心旋轉的磁場,這個磁場驅動轉子上的永磁磁鋼轉動,電機就轉起來了,電機的性能和磁鋼數量、磁鋼磁通強度、電機輸入電壓大小等因素有關,更與無刷電機的控制性能有很大關系,因為輸入的是直流電,電流需要電子調速器將其變成3相交流電,還需要從遙控器接收機那里接收控制信號,控制電機的轉速,以滿足模型使用需要。 總的來說,無刷電機的結構是比較簡單的,真正決定其使用性能的還是無刷電子調速器,好的電子調速器需要有單片機控制程序設計、電路設計、復雜加工工藝等過程的總體控制,所以價格要比有刷電機高出很多。
    無刷電機工作原理
    無刷電機工作原理
    電機內部霍耳傳感器的正電源線即紅線一般接5-12v直流電。而以5V居多。
    霍耳的信號線傳遞電機里面磁鋼相對于線圈的位置,根據三個霍耳的信號控制器能知道此時應該如何給電機的線圈供電(不同的霍耳信號,應該給電機線圈提供相對應方向的電流),就是說霍耳狀態不一樣,線圈的電流方向不一樣。
    二,無刷電機的運行原理
    霍耳信號傳遞給控制器,控制器通過電機相線(粗線,不是霍耳線)給電機線圈供電,電機旋轉,磁鋼與線圈(準確的說是纏在定子上的線圈,其實霍耳一般安裝在定子上)發生轉動,霍耳感應出新的位置信號,控制器粗線又給電機線圈重新改變電流方向供電,電機繼續旋轉(線圈和磁鋼的位置發生變化時,線圈必須對應的改變電流方向,這樣電機才能繼續向一個方向運動,不然電機就會在某一個位置左右擺動,而不是連續旋轉),這就是電子換相。
    如圖所示 
    無刷電機工作原理
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