無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)解析和簡(jiǎn)介及無(wú)刷電機(jī)工作原理詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2018-10-08
電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱(chēng)星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。
近三十年來(lái)針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的研究，歸根到底是在尋找控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法，稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)必將以其寬調(diào)速、小體積、高效率和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小等特點(diǎn)在調(diào)速領(lǐng)域顯現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。
無(wú)刷直流電機(jī)因?yàn)榫哂兄绷饔兴㈦姍C(jī)的特性，同時(shí)也是頻率變化的裝置，所以又名直流變頻，國(guó)際通用名詞為BLDC。無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率、低速轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速精度等都比任何控制技術(shù)的變頻器還要好，所以值得業(yè)界關(guān)注。無(wú)刷電機(jī)在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間雖短，但是隨著技術(shù)的日益成熟與完善得到了迅猛發(fā)展。已在航模、醫(yī)療器械、家用電器、電動(dòng)車(chē)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并在深圳、長(zhǎng)沙、上海等地形成初具規(guī)模產(chǎn)業(yè)鏈。如深圳偉業(yè)電機(jī)、長(zhǎng)沙科達(dá)等一批專(zhuān)業(yè)廠商，在技術(shù)上不斷推進(jìn)行業(yè)發(fā)展。近幾年來(lái)，無(wú)刷電機(jī)成為在模型領(lǐng)域里快速發(fā)展的一種動(dòng)力。由于產(chǎn)量和價(jià)格的原因，過(guò)去幾年無(wú)刷電機(jī)多使用在中高檔航空模型中，現(xiàn)在由于機(jī)械加工技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)刷電機(jī)的生產(chǎn)成本下降許多，目前它正進(jìn)入模型領(lǐng)域的各個(gè)層面，從電動(dòng)遙控車(chē)到電動(dòng)遙控船再到電動(dòng)模型飛機(jī)，無(wú)處不在。
無(wú)刷電機(jī)從結(jié)構(gòu)上，無(wú)刷電機(jī)和有刷電機(jī)有相似之處，也有轉(zhuǎn)子和定子，只不過(guò)和有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)相反；有刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是線(xiàn)圈繞組，和動(dòng)力輸出軸相連，定子是永磁磁鋼；無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁磁鋼，連同外殼一起和輸出軸相連，定子是繞組線(xiàn)圈，去掉了有刷電機(jī)用來(lái)交替變換電磁場(chǎng)的換向電刷，故稱(chēng)之為無(wú)刷電機(jī)（Brushless motor），那現(xiàn)在就有問(wèn)題了，沒(méi)有了電磁場(chǎng)的變換，如何讓無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？
簡(jiǎn)單而言，依靠改變輸入到無(wú)刷電機(jī)定子線(xiàn)圈上的電流波交變頻率和波形，在繞組線(xiàn)圈周?chē)纬梢粋€(gè)繞電機(jī)幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)就轉(zhuǎn)起來(lái)了，電機(jī)的性能和磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強(qiáng)度、電機(jī)輸入電壓大小等因素有關(guān)，更與無(wú)刷電機(jī)的控制性能有很大關(guān)系，因?yàn)檩斎氲氖侵绷麟姡娏餍枰娮诱{(diào)速器將其變成3相交流電，還需要從遙控器接收機(jī)那里接收控制信號(hào)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以滿(mǎn)足模型使用需要。 總的來(lái)說(shuō)，無(wú)刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)是比較簡(jiǎn)單的，真正決定其使用性能的還是無(wú)刷電子調(diào)速器，好的電子調(diào)速器需要有單片機(jī)控制程序設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、復(fù)雜加工工藝等過(guò)程的總體控制，所以?xún)r(jià)格要比有刷電機(jī)高出很多。
電機(jī)內(nèi)部霍耳傳感器的正電源線(xiàn)即紅線(xiàn)一般接5－12v直流電。而以5V居多。
霍耳的信號(hào)線(xiàn)傳遞電機(jī)里面磁鋼相對(duì)于線(xiàn)圈的位置，根據(jù)三個(gè)霍耳的信號(hào)控制器能知道此時(shí)應(yīng)該如何給電機(jī)的線(xiàn)圈供電（不同的霍耳信號(hào)，應(yīng)該給電機(jī)線(xiàn)圈提供相對(duì)應(yīng)方向的電流），就是說(shuō)霍耳狀態(tài)不一樣，線(xiàn)圈的電流方向不一樣。
二，無(wú)刷電機(jī)的運(yùn)行原理
霍耳信號(hào)傳遞給控制器，控制器通過(guò)電機(jī)相線(xiàn)（粗線(xiàn)，不是霍耳線(xiàn)）給電機(jī)線(xiàn)圈供電，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，磁鋼與線(xiàn)圈（準(zhǔn)確的說(shuō)是纏在定子上的線(xiàn)圈，其實(shí)霍耳一般安裝在定子上）發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，霍耳感應(yīng)出新的位置信號(hào)，控制器粗線(xiàn)又給電機(jī)線(xiàn)圈重新改變電流方向供電，電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)（線(xiàn)圈和磁鋼的位置發(fā)生變化時(shí)，線(xiàn)圈必須對(duì)應(yīng)的改變電流方向，這樣電機(jī)才能繼續(xù)向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，不然電機(jī)就會(huì)在某一個(gè)位置左右擺動(dòng)，而不是連續(xù)旋轉(zhuǎn)），這就是電子換相。
如圖所示
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