深圳市踢踢電子有限公司——12V直流無(wú)刷電機(jī)設(shè)計(jì)

無(wú)刷電機(jī)的工作原理

無(wú)刷電動(dòng)機(jī)是除有刷電動(dòng)機(jī)外使用較多的一種電動(dòng)機(jī)，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)不使用機(jī)械電刷裝置，它采用方波自控式永磁同步電動(dòng)機(jī)，用霍爾傳感器代替碳刷換向器，用釹鐵硼作轉(zhuǎn)子的永磁材料，與普通直流電動(dòng)機(jī)相比，其性能具有很大的優(yōu)越性。

然而，單臺(tái)無(wú)刷電機(jī)并不是一個(gè)完整的動(dòng)力系統(tǒng)，無(wú)刷電機(jī)必須基本通過(guò)無(wú)刷控制器即電調(diào)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。一般碳刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的是繞組，而無(wú)刷電機(jī)無(wú)論是外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)還是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的都是磁體。因此，任何電機(jī)都是由定子和轉(zhuǎn)子組成的。

無(wú)刷電機(jī)的定子是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的部分，能支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，主要由硅鋼片、漆包線、軸承、支承等組成；而轉(zhuǎn)子是在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，能支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的部件，主要由轉(zhuǎn)軸、磁體、支承等組成。此外，定、轉(zhuǎn)子磁極的對(duì)數(shù)也會(huì)影響到電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭力。

踢踢電子有限公司——12V直流無(wú)刷電機(jī)設(shè)計(jì)

關(guān)于無(wú)刷電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)

磁旋轉(zhuǎn)速度又稱同步速度，是指三相電流的頻率和磁極對(duì)數(shù) p。對(duì)于定子繞組，在任意時(shí)刻，所合成的磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極(磁極對(duì)數(shù) p=1)，也就是只有兩個(gè)磁極，而對(duì)于只有一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)說(shuō)，三相電流變化了一個(gè)星期，所合成的磁場(chǎng)也隨之旋轉(zhuǎn)了一個(gè)星期，如果是50 hz交流電，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為50/s或3000/分，在工程技術(shù)中，常用轉(zhuǎn)/分(r/min)來(lái)表示速度。

無(wú)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(wú)無(wú)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(wú)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(lái)說(shuō)，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(wú)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(wú)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)。基于內(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(wú)刷電機(jī)？

1、定壓頻比控制

等壓頻率比控制屬于開(kāi)環(huán)控制。該方法將空間矢量脈寬調(diào)制原理轉(zhuǎn)換成期望的輸出電壓 uout來(lái)控制電機(jī)以一定的速度運(yùn)行。

2、向量控制

高l性能的交流調(diào)速系統(tǒng)需要現(xiàn)代控制理論的支持，目前在交流電機(jī)的當(dāng)屬矢量控制方案中應(yīng)用比較廣泛。

永磁無(wú)刷電機(jī)的基本類型有哪些？

永磁無(wú)刷電機(jī)的基本類型是什么？根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流波形和控制方式的不同，永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)可以分為“方波式”永磁同步電動(dòng)機(jī)(也叫 BLDCM)和“正弦波式”永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)。

通常， PMSM電機(jī)定子采用三相分布，短距繞組，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保氣隙磁密接近正弦，通過(guò) SPWM變壓變頻器輸出正弦定子電壓和電流。

為了得到氣隙磁密和接近方波分布， BLDCM的轉(zhuǎn)子永磁體通常采用瓦片形狀的磁鋼，而定子通常采用集中距繞組，其感應(yīng)的反電勢(shì)為梯形波。永磁式無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的相數(shù)有兩相、三相和四相等，繞組的接法有星形和閉合式兩種，逆變電路有橋形和非橋形兩種，它們有多種相互配合的方案，其中三相繞組應(yīng)用較廣泛。