無刷直流電機(jī)概述

《無刷直流電機(jī)概述》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、無刷直流電機(jī)控制技術(shù)進(jìn)展綜述趙聰S201302256（北京工業(yè)人學(xué)電控學(xué)院，北京100124）摘要：無刷直流電機(jī)具冇控制簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛。木文主要對(duì)直流無刷電動(dòng)機(jī)進(jìn)行理論分析，并基于電機(jī)模型討論了目前主要使用的兒種控制方法，最后闡述了當(dāng)前無刷直流電機(jī)的研究熱點(diǎn)。關(guān)鍵字：無刷直流電機(jī)；控制技術(shù)；智能控制ThereviewofbrushlessdemotorcontroltechnologyprogressZHAOCong(Collegeofelectriccontrol,BeijingUniversityofTec

2、hnology,Beijing100124,China)Abstract:Duetotheadvantageofsimpledriven,highefficiency,andhighpowerdensity,brushlessDCmotorisusedmoreandmorewidely?Thispaperanalysesthetheoryofbrushlessdemotor,thenbasedonmotormodeltodiscussesthecurrentmainuseofseveralcontrolmethods,finallyexpound

3、sthecurrentresearchhotspotsofbrushlessdemoto匚Keywords:brushlessdemotor；controltechnology；引言直流無刷電動(dòng)機(jī)最本質(zhì)的特征就是沒有機(jī)械換向器和電刷所構(gòu)成的在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械接觸式換流機(jī)構(gòu)，而代Z以永磁轉(zhuǎn)了刺激位置傳感器——電子邏輯電路和功率開關(guān)線路共同組成的電子換向器，實(shí)現(xiàn)了直流電動(dòng)機(jī)由直流電源供電逆變成電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部的交變電流，從而實(shí)現(xiàn)幾點(diǎn)能址轉(zhuǎn)換，把電能變成機(jī)械能。隨著新型大功率器件的發(fā)展、永磁材料性能的改善、價(jià)格的降低，直流無刷電動(dòng)機(jī)在各大領(lǐng)域屮都得到廣泛的應(yīng)用

4、，其控制技術(shù)的研究也因此成為當(dāng)今社會(huì)一人研究熱點(diǎn)。1.BLDCM基本結(jié)構(gòu)和工作原理1.1基本結(jié)構(gòu)無刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)思想來源于利用電了開關(guān)電路代替有刷肓流電機(jī)的機(jī)械換向器。普通有刷直流電機(jī)電刷起換相作用，使主磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)的方向在電機(jī)運(yùn)行過程中始終保持互相垂直，從而產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)不停運(yùn)轉(zhuǎn)。無刷直流電機(jī)為了intelligentcontrol實(shí)現(xiàn)無機(jī)械接觸換相，取消了電刷，將電樞繞組和永磁磁鋼分別放在定子和轉(zhuǎn)子側(cè)，成為“倒裝式直流電機(jī)”結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制，無刷宜流電機(jī)必須具冇由轉(zhuǎn)了位置傳感器、控制電路及功率逆變橋共同構(gòu)成

5、的換相裝置。其原理框圖如圖1.1所示。圖1.1無刷直流電動(dòng)機(jī)原理框圖與其他類型電機(jī)相比，無刷直流電機(jī)采用方波勵(lì)磁形式，提高了永磁材料的利用率，減小了電機(jī)體積，增大了電機(jī)出丿J,具有高效率、高可靠性的特點(diǎn)。因此無刷直流電機(jī)在提高兒點(diǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)其使用壽命、節(jié)能降耗等方面具有重要意義[12]o1.2T作原理由于無刷直流電動(dòng)機(jī)沒冇電刷和換向器，它的繞組里電流的通、斷是通過電子換向電路及功率放大器實(shí)現(xiàn)的。要在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，就應(yīng)使電樞電流隨磁場(chǎng)位置的變化而變化。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),就需要確認(rèn)磁極與繞組之間的相対位置信息。一般釆川位置傳感器來完

6、成，由位置傳感器將轉(zhuǎn)了磁極的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),然后去驅(qū)動(dòng)功率器件，控制相應(yīng)繞組電流的通、斷。打有刷直流電動(dòng)機(jī)不同，無刷直流電動(dòng)機(jī)的永久磁鋼磁極安放在轉(zhuǎn)了上，而電樞繞組安裝在定子上。位置傳感器也有相應(yīng)的兩部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部分和電動(dòng)機(jī)木體中轉(zhuǎn)子同軸連接(轉(zhuǎn)動(dòng)部分通常由電機(jī)轉(zhuǎn)了代替)，固定部分與定子相連。圖1.2無刷點(diǎn)流電機(jī)原理示意圖如圖1.2所示,在電動(dòng)機(jī)裝配過程中，首先調(diào)整好位置傳感器的三個(gè)信號(hào)元件(a、b、c)與電機(jī)定子三相繞紐(AX,BY,CZ)之間的相對(duì)位置，使得轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)到定子某相繞組下時(shí)，該相繞組才導(dǎo)通,以保證轉(zhuǎn)了磁極下的繞組導(dǎo)體電流方向始

7、終保持一致。圖中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子N極位于A(a)處，則傳感器a元件感應(yīng)出信號(hào),使功率晶體管VI導(dǎo)通,A相繞組中便有電流通過，設(shè)其方向?yàn)锳(流入)、X(流出)，便產(chǎn)生水平向左的定了磁場(chǎng)，與向上的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn);當(dāng)N極旋轉(zhuǎn)至B(b)處,b元件輸出信號(hào)使晶體管V2導(dǎo)通而其余關(guān)斷,B相繞纟fl通過電流,同樣產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩,當(dāng)磁極旋轉(zhuǎn)至C(c)處，其動(dòng)作過程與前兩處相同。如此反復(fù)循環(huán)，?電動(dòng)機(jī)即可旋轉(zhuǎn)起來。市于傳感器元件安裝位置為空間互差120°電角度，因此三相繞組輪流通電時(shí)間也因?yàn)槊肯?20°o因?yàn)楣β势敷w管的

8、導(dǎo)通和截止是通過位置傳感器傳感信號(hào)來控制的，所以傳感器的位置和三和繞組位置之間必須有嚴(yán)格的対應(yīng)，在電機(jī)安裝時(shí)應(yīng)加以注意⑵。1.功率驅(qū)動(dòng)方