特種電機(jī)介紹第1章bl(文件)
【正文】 無刷直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號的檢測 轉(zhuǎn)子位置傳感器 ? 磁敏式位置傳感器 —— 霍爾元件 ? 電磁式位置信感器 —— 高頻線圈 ? 光電式位置信感器 ——光耦合器件 特種電機(jī)及其控制 65 置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場垂直，則在垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加的橫向電場，這個現(xiàn)象是霍普金斯大學(xué)研究生霍爾于 1879年發(fā)現(xiàn)的，后被稱為 霍爾效應(yīng) 。 直接利用電動機(jī)本身的相變量來建立數(shù)學(xué)模型 特種電機(jī)及其控制 41 三相繞組的電壓平衡方程為 定子相繞組電壓 定子相繞組電流 定子相繞組自感、互感 定子相繞組電動勢 微分算子 ???????????????????????????????????????????????????????????????cbacbacbacbaeeeiiidtdLMMMLMMMLiiirrruuu000000特種電機(jī)及其控制 42 當(dāng)三相繞組為 Y連接，且沒有中線，則 ： ia+ib+ic=0 Mia+Mib=Mic Mib+Mic=Mia Mia+Mic=Mib ??????????????????????????????????????????????????????????????????cbacbacbacbaeeeiiidtdMLMLMLiiirrruuu000000000000所以得電壓方程： 特種電機(jī)及其控制 43 無刷直流電動機(jī)的等效電路如圖所示 r LM ec US VD1 VD4 VT1 VT4 VD5 VD2 VT3 VT6 VD3 VD6 VT5 VT2 r LM ea + + + ia ib ic r LM eb A B C 特種電機(jī)及其控制 44 無刷直流電動機(jī)的反電動勢 無刷直流電動機(jī)氣隙磁密及反電動勢波形如下圖所示 特種電機(jī)及其控制 45 設(shè)電樞繞組導(dǎo)體的有效長度為 La，導(dǎo)體的線速度為 v，則單根導(dǎo)體在氣隙磁場中感應(yīng)的電動勢為 (V) vLBe a??60260npnDv ?? ??(m/s) 如電樞繞組每相串聯(lián)匝數(shù)為 W?，則每相繞組的感應(yīng)電動勢幅值為 nCnpWeWE eim ???? ? ?????? 152ai LB ???? ??特種電機(jī)及其控制 46 無刷直流電動機(jī)穩(wěn)態(tài)性能的動態(tài)模擬 依據(jù)基爾霍夫定律，可得換相過程中的電路方程為 ( ) 0()0acM a a M c cbcM b b M c c Sa b cdi diL ri e L ri edt dtdi diL ri e L ri e Udt dti i i?? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ???? ? ????續(xù)流結(jié)束后，換相完成，電路方程變?yōu)椋? ?????????????0)(cbScccMbbbMiiUeridtdiLeridtdiL以上兩式構(gòu)成了無刷直流電動機(jī)的線電壓模型 特種電機(jī)及其控制 47 無刷直流電動機(jī)穩(wěn)態(tài)性能的簡化分析 為了簡化分析，假設(shè)不考慮開關(guān)器件動作的過渡過程，并忽略電樞繞組的電感。 可見 ， 在一個磁狀態(tài)范圍內(nèi) ， 電樞磁動勢在剛開始為最大去磁 ， 然后去磁磁動勢逐漸減??；在 1/2磁狀態(tài)時既不去磁也不增磁；在后半個磁狀態(tài)內(nèi)增磁逐漸增大 ， 最后達(dá)到最大值 。 特種電機(jī)及其控制 31 三相繞組的反電動勢波形及其二二導(dǎo)通方式下的導(dǎo)通規(guī)律 特種電機(jī)及其控制 32 2. 三三導(dǎo)通方式 三相繞組的反電動勢波形及其三三導(dǎo)通方式下的導(dǎo)通規(guī)律 特種電機(jī)及其控制 33 角形連接三相橋式主電路 VT2 VT6 VT4 VT1 VT 3 VT 5 C + US A C B 如圖所示的角形聯(lián)結(jié)三相橋式主電路的開關(guān)管也采用功率MOSFET。 特種電機(jī)及其控制 29 星形連接三相橋式主電路 VT2 VT6 VT4 VT1 VT 3 VT 5 A B C + US 位置檢測器的三個輸出信號通過邏輯電路控制這些開關(guān)管的導(dǎo)通和截止 ， 其控制方式有兩種： 二二導(dǎo)通方式和三三導(dǎo)通方式 。 特種電機(jī)及其控制 26 ia B? B? ea ea ia Ta Ta Te Te ? t ? t ? t ? t ? t ? t ? t ? t ? t ? t O O O O O O O O O O (a) 無刷直流電動機(jī) (b) 永磁同步電動機(jī) 特種電機(jī)及其控制 27 無刷直流電動機(jī)的主電路及其工作方式 無刷直流電動機(jī)的 主電路 主要有星形聯(lián)結(jié)三相半橋式 、 星形聯(lián)結(jié)三相橋式和角形聯(lián)結(jié)三相橋式三種形式 。特種電機(jī)及其控制 1 特種電機(jī)及其控制 孫建忠 白鳳仙 編著 中國水利水電出版社 大連理工大學(xué)電氣工程系 2 第 1章 無刷直流電動機(jī) 及其控制系統(tǒng) Permanent Mag Brushless DC Motors (PM BLDCMs) 特種電機(jī)及其控制 3 三相三狀態(tài) BLDCM 原理 傳感器： H1=1 H2=0 H3=1 導(dǎo)通相： B 特種電機(jī)及其控制 4 傳感器： H1=1 H2=0 H3=0 導(dǎo)通相： B 特種電機(jī)及其控制 5 傳感器： H1=1 H2=1 H3=0 導(dǎo)通相： C 特種電機(jī)及其控制 6 傳感器： H1=0 H2=1 H3=0 導(dǎo)通相： C 特種電機(jī)及其控制 7 傳感器： H1=0 H2=1 H3=1 導(dǎo)通相： A 特種電機(jī)及其控制 8 傳感器： H1=0 H2=0 H3=1 導(dǎo)通相： A 特種電機(jī)及其控制 9 傳感器： H1=1 H2=0 H3=1 導(dǎo)通相： B 特種電機(jī)及其控制 10 無刷直流電動機(jī)系統(tǒng) 基本組成 位置檢測器 逆變器 電機(jī)本體 控制信號 控制器 輸 出 直流電 源 無刷直流電機(jī)構(gòu)成框圖 特種電機(jī)及其控制 11 無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu) 定子 永磁轉(zhuǎn)子 傳感器定子 傳感器轉(zhuǎn)子 (a) 結(jié)構(gòu)示意圖 (b) 定轉(zhuǎn)子實(shí)際結(jié)構(gòu) 1. 電動機(jī)本體 特種電機(jī)及其控制 12 N S N S N S N S 表面式磁極 N N N N N N S S S S S S 嵌入式磁極 N S N S N S
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