深圳市踢踢電子有限公司——直流無刷馬達(dá)方案

外轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)是怎樣的？

外轉(zhuǎn)子電機(jī)將原來位于中心位置的磁鋼制成片狀，貼在機(jī)殼上，電機(jī)運(yùn)行時(shí)，整個(gè)機(jī)殼在轉(zhuǎn)，而中間的線圈定子不動(dòng)。外轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子相比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要大得多(因?yàn)檗D(zhuǎn)子的主要質(zhì)量集中在殼體上)，因此電機(jī)的轉(zhuǎn)速要慢得多，一般 KV值在幾百到幾千之間。無刷馬達(dá)也是航模中應(yīng)用zui多的。

無刷電動(dòng)機(jī)的 KV值定義為：轉(zhuǎn)速/V，即輸入電壓每增加1伏特，無刷電動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速就會(huì)提高轉(zhuǎn)速。比方說，外轉(zhuǎn)子無刷電動(dòng)機(jī)，額定電壓1000 KV，在11 V電壓條件下，空載速度即為：11000 rpm (rpm的意思是：/分鐘)。

相同外形尺寸的同系列無刷電機(jī)，根據(jù)繞線匝數(shù)的多少，其 KV特性也有所不同。線圈匝數(shù)多， KV值低，高輸出電流小，扭力大；線圈匝數(shù)小， KV值高，輸出電流大，扭力小。以前我測(cè)試過越野車2204馬達(dá)的極限電流，單馬達(dá)能彪上25 A,2212系列馬達(dá)上15 A都不行。

踢踢電子有限公司——直流無刷馬達(dá)方案

在趨勢(shì)方面，無刷電機(jī)減速可代替有刷電機(jī)減速

使用效應(yīng)

無刷電機(jī)：一般采用數(shù)字變頻控制，控制能力強(qiáng)，從每分鐘幾轉(zhuǎn)到數(shù)萬轉(zhuǎn)都能輕松實(shí)現(xiàn)。

碳刷電動(dòng)機(jī)：無刷電動(dòng)機(jī)一般起動(dòng)后工作速度恒定，調(diào)速不易，串激電動(dòng)機(jī)可達(dá)20000轉(zhuǎn)/秒，但使用壽命較短。

無刷電機(jī)有什么優(yōu)點(diǎn)？

可靠性高，穩(wěn)定性好，適應(yīng)范圍廣，維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單；

抗沖擊，噪音低，振動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用壽命長(zhǎng)；

無無線電干擾，不產(chǎn)生火花，尤其適用于爆l炸后易l爆l炸的場(chǎng)所，具有防爆型；

按需選配梯形波磁場(chǎng)電機(jī)和正旋波磁場(chǎng)電機(jī)。

直流永磁無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？

1、內(nèi)轉(zhuǎn)子式結(jié)構(gòu)

一般來說，電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子都在外面。常規(guī)有刷直流永磁電機(jī)，定子磁場(chǎng)在外邊，轉(zhuǎn)子電樞在內(nèi)。無刷型直流永磁電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，使電樞由內(nèi)而外由轉(zhuǎn)子而定。這一結(jié)構(gòu)被稱為“內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)”。

2、外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

實(shí)際上，為了滿足某些電子機(jī)械的特殊技術(shù)要求，有時(shí)需要將無刷直流永磁電機(jī)的定子電樞置于其內(nèi)部，而將永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子置于其外部，我們稱這種結(jié)構(gòu)為“外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)”或“內(nèi)定子結(jié)構(gòu)”。

3，雙定子式結(jié)構(gòu)

雙定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是兩臺(tái)電機(jī)內(nèi)部互相套配，有兩個(gè)轉(zhuǎn)子，兩個(gè)定子和兩個(gè)工作間隙，外部電機(jī)為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，內(nèi)部電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)?；趦?nèi)外轉(zhuǎn)子上永磁體的不同配置，可分為N-N和N-S兩種結(jié)構(gòu)。

如何控制永磁無刷電機(jī)？

1、直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)

向量控制是交流伺服電機(jī)有效的控制方案之一。但是由于它需要復(fù)雜的矢量旋轉(zhuǎn)變換，而且電機(jī)的機(jī)械常數(shù)比電磁常數(shù)要低，因此在矢量控制中無法快速響應(yīng)轉(zhuǎn)矩。

2.控制解耦

通過坐標(biāo)變換，永磁無刷電機(jī)的數(shù)學(xué)模型仍然存在 id之間的耦合，無法實(shí)現(xiàn) id和 iq的獨(dú)立調(diào)節(jié)。

無刷電機(jī)和有刷電機(jī)性能比較

帶刷電機(jī)電刷的頻繁切換會(huì)對(duì)其它電子設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。而且直流有刷電機(jī)通過電壓來調(diào)節(jié)速度，比較簡(jiǎn)單方便，但是在低速下會(huì)受到限制。DC無刷電機(jī)也可通過電壓進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，采用 PWM進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，便于在低速時(shí)進(jìn)行速度控制。

功率與速度方面，主要看電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，有刷電機(jī)的電刷不可能在大功率時(shí)進(jìn)行換向，因?yàn)楫a(chǎn)生的電弧太大，所以一般功率不會(huì)太大，一般是5 P以內(nèi)，而無刷電機(jī)可以做到大功率。無刷機(jī)由于電機(jī)電刷容易磨損，所以無刷機(jī)的轉(zhuǎn)速不高，無刷機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)8萬轉(zhuǎn)/分。

直流無刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

直流無刷電機(jī)由于具有直流有刷電機(jī)的特性，同時(shí)驅(qū)動(dòng)器是變頻裝置，因此被稱為直流變頻，直流無刷電機(jī)的運(yùn)行效率，低速轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速精度等比任何控制技術(shù)的變頻器都要好，因?yàn)闊o刷直流電機(jī)是以自控方式運(yùn)行，所以不會(huì)像在變頻調(diào)速下重載啟動(dòng)的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上增加啟動(dòng)繞組，也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步。

直流無刷電機(jī)的高 l效率范圍，高 l效率區(qū)域，高功率和轉(zhuǎn)矩密度，功率因數(shù)(COSΦ)接近1，系統(tǒng)效率90%，永磁直流無刷電機(jī)在所有工況下轉(zhuǎn)子均同步運(yùn)行，交流變頻電機(jī)在所有工況下均同步運(yùn)行，直流無刷電機(jī)在所有工況下均同步運(yùn)行，無銅耗，無鐵耗。

無刷直流電動(dòng)機(jī)具有低電壓特性好，轉(zhuǎn)矩過載，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流小等優(yōu)點(diǎn)。

速度范圍較寬，電機(jī)可在中、高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行。

過載能力強(qiáng)，能滿足車輛突出處的堵轉(zhuǎn)需要?；仞佒苿?dòng)效果好，在車輛下坡或制動(dòng)時(shí)，電機(jī)可完全進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀態(tài)，為電池充電，同時(shí)起到電制動(dòng)的作用，減輕了機(jī)械制動(dòng)的負(fù)擔(dān)。該電動(dòng)機(jī)體積小，重量輕，比功率大，能有效地減輕重量，節(jié)省空間。

電機(jī)無機(jī)械換向器，采用全封閉結(jié)構(gòu)，防止灰塵進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，可靠性高。

馬達(dá)控制系統(tǒng)比感應(yīng)馬達(dá)簡(jiǎn)單。