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  • 干货!无刷直流电机的驱动原理、基本结构和方法 讲全了

    导语:有很多有网友问到无刷直流电机的工作原理是什么?又哪些具体结构?有什么方法?,小编在此就给大家带着这些问题进行回答。
     

      无刷直流电机的驱动原理

    无刷直流电机的定子是线圈绕组电枢,转子是永磁体。如果只给电机通以固定的直流电流,则电机只能产生不变的磁场,电机不能转动起来,只有实时检测电机转子的位置,再根据转子的位置给电机的不同相通以对应的电流,使定子产生方向均匀变化的旋转磁场,电机才可以跟着磁场转动起来。
     

      如图1.4所示为无刷直流电机的转动原理示意图,为了方便描述,电机定子的线圈中心抽头接电机电源POWER,各相的端点接功率管,位置传感器导通时使功率管的G极接12V,功率管导通,对应的相线圈被通电。由于三个位置传感器随着转子的转动,会依次导通,使得对应的相线圈也依次通电,从而定子产生的磁场方向也不断地变化,电机转子也跟着转动起来,这就是无刷直流电机的基本转动原理——检测转子的位置,依次给各相通电,使定子产生的磁场的方向连续均匀地变化。
     

    无刷电机为什么不用铁氧体_无刷电机驱动原理及结构图
     

      永磁无刷直流电机基本结构

      在传统直流电机基础上发展起来的永磁无刷直流电机,在结构上两者基本一致,不同的是永磁无刷直流电机的电枢绕组置于定子上,这点类似于交流电机的绕组,同时一般采用多相的形式,其中目前情况下三相应用的最多;其转子为永磁体,并且采用电子换向,定子磁场与转子永磁磁场之间的相互作用产生电磁转矩。永磁无刷直流电机根据永磁体的形状和磁路结构的不同,其气隙磁场波形有方波、梯形波、正弦波三种,反电势的波形对应相同。通常,反电势是正弦波的电机称为永磁同步电机,如图3所示;波形为其他两种类型的则称为永磁无刷直流电机,如图4所示。
     

    无刷电机为什么不用铁氧体_无刷电机驱动原理及结构图
     

      永磁无刷直流电机的组成如图5所示。由此可见,它主要有三部分组成。转子的结构有凸极式和内嵌式两种,且由永磁材料制成。定子上的电枢与永磁有刷直流电机相反,所以它具有旋转的磁场和固定的电枢。
     

    无刷电机为什么不用铁氧体_无刷电机驱动原理及结构图
     

      电子开关电路中的功率管等可与电机电枢绕组直接相连接,再加上位置传感器,其功能就相当于有刷电机中的机械换向装置。永磁无刷直流电机结构简单,其基本结构示意图如图6所示。
     

    无刷电机为什么不用铁氧体_无刷电机驱动原理及结构图
     

      永磁无刷直流电机结构原理如图7所示。从图中可以看出,经过开关电路直流电源向定子绕组进行供电,控制系统对位置传感器信号进行处理后实现对开关电路的控制,正确地判断各电机绕组的通电和断电状况,进而实现电机的换向。
     

    无刷电机为什么不用铁氧体_无刷电机驱动原理及结构图
     

      无刷直流电机的驱动方法


      无刷直机电机的驱动方式按不同类别可分多种驱动方式,它们各有特点。
     

      按驱动波形:

      (1),这种驱动方式实现方便,易于实现电机无位置传感器控制;

      (2),这种驱动方式可以改善电机运行效果,使输出力矩均匀,但实现过程相对复杂。同时,这种方法又有SPWM和SVPWM(空间矢量PWM)两种方式,SVPWM的效果好于SPWM。

      关于无刷直流电机的驱动的知识就讲到这里,我们下期见!

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