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              歡迎光臨!深圳市興東昌機電有限公司-專(zhuān)業(yè)供應調速電機批發(fā)、減速電機、直角剎車(chē)電機廠(chǎng)家直銷(xiāo)。 中文 English 關(guān)于興東昌 | 榮譽(yù)資質(zhì) | 購買(mǎi)電機
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              無(wú)刷電機工作原理是什么 無(wú)刷電機工作及控制原理圖



              網(wǎng)友:哪里有無(wú)刷電機工作原理圖的文章?推薦分享關(guān)于無(wú)刷電機工作原理知識的干貨,如果你是新手可以保存下來(lái)哦,下面跟小編一起來(lái)瞧瞧吧。
               
              無(wú)刷電機工作原理
               
              無(wú)刷直流電動(dòng)機是采用半導體開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現電子換向的,即用電子開(kāi)關(guān)器件代替傳統的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無(wú)換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動(dòng)化辦公設備中。
               
              無(wú)刷直流電動(dòng)機由永磁體轉子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉子位置的變化,沿著(zhù)一定次序對定子繞組的電流進(jìn)行換流(即檢測轉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,經(jīng)信號轉換電路處理后去控制功率開(kāi)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(kāi)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(lèi)型。
               
              采用磁敏式位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機,其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或專(zhuān)用集成電路等)裝在定子組件上,用來(lái)檢測永磁體、轉子旋轉時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化。
               
              采用光電式位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機,在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件,轉子上裝有遮光板,光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉子旋轉時(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。
               
              采用電磁式位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機,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(kāi)關(guān)、LC諧振電路等),當永磁體轉子位置發(fā)生變化時(shí),電磁效應將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調制信號(其幅值隨轉子位置而變化)。

              圖解:無(wú)刷電機工作及控制原理

              由“電工技術(shù)大講壇”推出的

              六節干貨課程,變頻器輕松學(xué)

              分享一篇關(guān)于無(wú)刷電機的工作原理一些知識,確保只要有高一物理知識的朋友就能夠看得懂,希望有興趣的朋友耐心往下看,相互學(xué)習!

              起首給大家復習幾個(gè)基礎定則:左手定則、右手定則、右手螺旋定則。別懵逼,我下面會(huì )給大家解釋。

              左手定則,這個(gè)是電機轉動(dòng)受力分析的基礎,簡(jiǎn)單說(shuō)就是磁場(chǎng)中的載流導體,會(huì )受到力的作用。

              讓磁感線(xiàn)穿過(guò)手掌正面,手指方向為電流方向,大拇指方向為產(chǎn)生磁力的方向,我相信喜歡玩模型的人都還有一定物理基礎的哈哈。

              右手定則,這是產(chǎn)生感生電動(dòng)勢的基礎,跟左手定則的相反,磁場(chǎng)中的導體因受到力的牽引切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生電動(dòng)勢。

              讓磁感線(xiàn)穿過(guò)掌心,大拇指方向為運動(dòng)方向,手指方向為產(chǎn)生的電動(dòng)勢方向。為什么要講感生電動(dòng)勢呢?不知道大家有沒(méi)有類(lèi)似的經(jīng)歷,把電機的三相線(xiàn)合在一起,用手去轉動(dòng)電機會(huì )發(fā)現阻力非常大,這就是因為在轉動(dòng)電機過(guò)程中產(chǎn)生了感生電動(dòng)勢,從而產(chǎn)生電流,磁場(chǎng)中電流流過(guò)導體又會(huì )產(chǎn)生和轉動(dòng)方向相反的力,大家就會(huì )感覺(jué)轉動(dòng)有很大的阻力。不信可以試試。

              三相線(xiàn)分開(kāi),電機可以輕松轉動(dòng)

              三相線(xiàn)合并,電機轉動(dòng)阻力非常大

              右手螺旋定則,用右手握住通電螺線(xiàn)管,使四指彎曲與電流方向一致,那么大拇指所指的那一端就是通電螺旋管的N極。

              這個(gè)定則是通電線(xiàn)圈判定極性的基礎,赤色箭頭方向即為電流方向。

              看完了三大定則,我們接下來(lái)先看看電機轉動(dòng)的基本原理。

              第一部分:直流電機模型

              我們找到一個(gè)中學(xué)物理學(xué)過(guò)的直流電機的模型,通過(guò)磁回路分析法來(lái)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的分析。

              狀態(tài)1

              當兩頭的線(xiàn)圈通上電流時(shí),根據右手螺旋定則,會(huì )產(chǎn)生方向指向右的外加磁感應強度B(如粗箭頭方向所示),而中間的轉子會(huì )盡量使自己內部的磁感線(xiàn)方向與外磁感線(xiàn)方向保持一致,以形成一個(gè)最短閉合磁力線(xiàn)回路,這樣內轉子就會(huì )按順時(shí)針?lè )较蛐D了。

              當轉子磁場(chǎng)方向與外部磁場(chǎng)方向垂直時(shí),轉子所受的轉動(dòng)力矩最大。注意這里說(shuō)的是“力矩”最大,而不是“力”最大。誠然,在轉子磁場(chǎng)與外部磁場(chǎng)方向一致時(shí),轉子所受磁力最大,但此時(shí)轉子呈水平狀態(tài),力臂為0,當然也就不會(huì )轉動(dòng)了。補充一句,力矩是力與力臂的乘積。其中一個(gè)為零,乘積就為零了。

              當轉子轉到水平位置時(shí),雖然不再受到轉動(dòng)力矩的作用,但由于慣性原因,還會(huì )繼續順時(shí)針轉動(dòng),這時(shí)若改變兩頭螺線(xiàn)管的電流方向,如下圖所示,轉子就會(huì )繼續順時(shí)針向前轉動(dòng),

              狀態(tài)2

              如此不斷改變兩頭螺線(xiàn)管的電流方向,內轉子就會(huì )不停轉起來(lái)了。改變電流方向的這一動(dòng)作,就叫做換相。補充一句:何時(shí)換相只與轉子的位置有關(guān),而與其他任何量無(wú)直接關(guān)系。

              第二部分:三相二極內轉子電機

              一般來(lái)說(shuō),定子的三相繞組有星形聯(lián)結方式和三角聯(lián)結方式,而“三相星形聯(lián)結的二二導通方式”最為常用,這里就用該模型來(lái)做個(gè)簡(jiǎn)單分析。

              上圖顯示了定子繞組的聯(lián)結方式(轉子未畫(huà)出假想是個(gè)二極磁鐵),三個(gè)繞組通過(guò)中心的連接點(diǎn)以“Y”型的方式被聯(lián)結在一起。整個(gè)電機就引出三根線(xiàn)A, B, C。當它們之間兩兩通電時(shí),有6種情況,分別是AB, AC, BC, BA, CA, CB注意這是有順序的。

              下面我看第一階段:AB相通電

              當AB相通電,則A極線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁感線(xiàn)方向如赤色箭頭所示,B極產(chǎn)生的磁感線(xiàn)方向如圖藍色箭頭所示,那么產(chǎn)生的合力方向即為綠色箭頭所示,那么假設其中有一個(gè)二極磁鐵,則根據“中間的轉子會(huì )盡量使自己內部的磁感線(xiàn)方向與外磁感線(xiàn)方向保持一致”則N極方向會(huì )與綠色箭頭所示方向重合。至于C,暫時(shí)沒(méi)他什么事。

              第二階段:AC相通電

              第三階段:BC相通電

              第三階段:BA相通電

              為了節省篇幅,我們就不一一描述CACB的模型,大家可以自己類(lèi)推一下。以下為中間磁鐵(轉子)的狀態(tài)圖:

              每個(gè)過(guò)程轉子旋轉60度

              六個(gè)過(guò)程即完成了完整的轉動(dòng),其中6次換相

              第三部分:三相多繞組多極內轉子電機

              我們再來(lái)看一個(gè)復雜點(diǎn)的,圖(a)是一個(gè)三相九繞組六極(三對極)內轉子電機,它的繞組連線(xiàn)方式見(jiàn)圖 (b)。從圖(b)可見(jiàn),其三相繞組也是在中間點(diǎn)連接在一起的,也屬于星形聯(lián)結方式。一般而言,電機的繞組數量都和永磁極的數量是不一致的(比如用9繞組6極,而不是6繞組6極),這樣是為了防止定子的齒與轉子的磁鋼相吸對齊。

              其運動(dòng)的原則是:轉子的N極與通電繞組的S極有對齊的運動(dòng)趨勢,而轉子的S極與通電繞組的N極有對齊的運動(dòng)趨勢。

              即為S與N相互吸引,注意跟之前的分析方法有一定的區別。

              好吧,還是再幫大家分析一下吧,

              第一階段:AB相通電

              第二階段:AC相通電

              第三階段:BC相通電

              第四階段:BA通電

              第五階段:CA通電

              第六階段:CB通電

              以上為六個(gè)不同的通電狀態(tài),其中經(jīng)歷了五個(gè)轉動(dòng)過(guò)程。每個(gè)過(guò)程為20度。

              第四部分:外轉子無(wú)刷直流電機

              看完了內轉子無(wú)刷直流電機的結構,我們來(lái)看外轉子的。其區別就在于,外轉子電機將原來(lái)處于中心位置的磁鋼做成一片片,貼到了外殼上,電機運行時(shí),是整個(gè)外殼在轉,而中間的線(xiàn)圈定子不動(dòng)。外轉子無(wú)刷直流電機較內轉子來(lái)說(shuō),轉子的轉動(dòng)慣量要大很多(因為轉子的主要質(zhì)量都集中在外殼上),所以轉速較內轉子電機要慢,通常KV值在幾百到幾千之間。也是航模主要運用的無(wú)刷電機

              順便啰嗦一下吧。無(wú)刷電機KV值定義為:轉速/V,意思為輸入電壓每增加1伏特,無(wú)刷電機空轉轉速增加的轉速值。比如說(shuō),標稱(chēng)值為1000KV的外轉子無(wú)刷電機,在11伏的電壓條件下,最大空載轉速即為:11000rpm(rpm的含義是:轉/分鐘)。

              同系列同外形尺寸的無(wú)刷電機,根據繞線(xiàn)匝數的多少,會(huì )表現出不同的KV特性。繞線(xiàn)匝數多的,KV值低,最高輸出電流小,扭力大;繞線(xiàn)匝數少的,KV值高,最高輸出電流大,扭力小。我先前測試過(guò)穿越機2204電機的極限電流,單電機能彪上25A,而2212系列電機15A都上不了。

              外轉子無(wú)刷直流電機的結構

              分析方法也和內轉子電機類(lèi)似,大家可以自己分析一下,根據右手螺旋定理判定線(xiàn)圈的N/S極,轉子永磁體的N極與定子繞組的S極有對齊(吸引)的趨勢,轉子永磁體的S極與定子繞組的N極有對齊(吸引)的趨勢,從而驅動(dòng)電機轉動(dòng)。

              經(jīng)典無(wú)刷電機2212 1000kv電機結構分析。

              圖為DJI 2312S電機和XXD 2212電機的(解剖圖)

              其結構如下:定子繞組固定在底座上,轉軸和外殼固定在一起形成轉子,插入定子中間的軸承。

              圖為xxd2212線(xiàn)圈拆解圖

              圖為12繞組14極(即7對極),電機繞組繞發(fā)圖

              后面畫(huà)出了6種兩相通電的情形,可以看出,盡管繞組和磁極的數量可以有許多種變化,但從電調控制的角度看,其通電序次其實(shí)是相同的,也就是說(shuō),不管外轉子還是內轉子電機,都遵循AB->AC->BC->BA->CA->CB的順序進(jìn)行通電換相。當然,如果你想讓電機反轉的話(huà),電子方法是按倒過(guò)來(lái)的序次通電;物理方法直接對調任意兩根線(xiàn),假設A和B對調,那么順序就是BA->BC->AC->AB->CB->CA,大家有沒(méi)有發(fā)現這里順序就完全倒過(guò)來(lái)了。

              AB相通電

              AC相通電

              BC相通電

              BA相通電

              CA相通電

              CB相通電

              要說(shuō)明一下的是,由于每根引出線(xiàn)同時(shí)接入兩個(gè)繞組,所以電流是分兩路走的。這里為使問(wèn)題盡量簡(jiǎn)單化,下面幾個(gè)圖中只畫(huà)出了主要一路的電流方向,還有一路電流未畫(huà)出,另一路電流的具體情況放在后面進(jìn)行分析,涉及到電路檢測換相位置。

              來(lái)源:大疆社區,作者:少帥-Z版權歸原作者所有

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