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淺談無刷電機(jī)的工作原理

電子設(shè)計(jì) ? 來源:電子設(shè)計(jì) ? 作者:電子設(shè)計(jì) ? 2020-12-14 22:47 ? 次閱讀
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無刷電機(jī)工作原理

無刷直流電動(dòng)機(jī)是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實(shí)現(xiàn)電子換向的,即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機(jī)械噪聲低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機(jī)、電子儀器及自動(dòng)化辦公設(shè)備中。

無刷直流電動(dòng)機(jī)由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化,沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進(jìn)行換流(即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置,并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號(hào),經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路,按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行繞組電流切換)。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。

位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。

采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動(dòng)機(jī),其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)S?a href="http://www.www27dydycom.cn/v/tag/123/" target="_blank">集成電路等)裝在定子組件上,用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的磁場變化。

采用光電式位置傳感器的無刷直流電動(dòng)機(jī),在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件,轉(zhuǎn)子上裝有遮光板,光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會(huì)按一定頻率間歇間生脈沖信號(hào)。

采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動(dòng)機(jī),是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件(例如耦合變壓器、接近開關(guān)、LC諧振電路等),當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時(shí),電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號(hào)(其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化)。

無刷電機(jī)的選擇

無刷直流電機(jī)憑借長壽命、低噪音、大扭矩等特性廣泛應(yīng)用于AI智能、汽車、醫(yī)療器械、工業(yè)自動(dòng)化等行業(yè)中,因其有不同的規(guī)格以及種類,所以如何選用無刷直流電機(jī),以滿足產(chǎn)品性能要求,這是非常重要的。

1、規(guī)格選擇

電源電壓可調(diào)的場合,可按實(shí)際需要選擇轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與產(chǎn)品相應(yīng)的額定值接近的直流無刷電機(jī)規(guī)格,通過改變電壓得到所需轉(zhuǎn)速;在電源電壓固定的場合,如果沒有適當(dāng)無刷直流電機(jī)可供選用時(shí),可先按轉(zhuǎn)矩選擇適當(dāng)規(guī)格,而產(chǎn)品的電壓與轉(zhuǎn)速之間可作適當(dāng)調(diào)整。

2、功率選擇

電機(jī)輸出的最大功率是有限度的,如果無刷電機(jī)的功率選擇過小,負(fù)載超過了額定輸出功率就會(huì)發(fā)生電機(jī)過載,過載時(shí)會(huì)出現(xiàn)電機(jī)發(fā)熱、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速下降、聲音異常等現(xiàn)象,嚴(yán)重過載時(shí),將會(huì)燒毀電機(jī)。而功率過大,則會(huì)造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。因此合理選擇電機(jī)的功率是很重要的。

3、類型選擇

宜優(yōu)先選用效率高、價(jià)格便宜、溫升低的鐵氧體永磁直流電機(jī)。只有當(dāng)對性能要求嚴(yán)格、體積小、環(huán)境溫度較高時(shí)才考慮選用鋁鎳鈷永磁直流電機(jī)或稀土永磁直流電機(jī)。

來源:電機(jī)技術(shù)及應(yīng)用

審核編輯 黃昊宇

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