無刷直流電動(dòng)機(jī)(1)-資料下載頁
2025-04-29 12:00本頁面
【正文】 電樞繞組連接和通電方式有關(guān) 。 下面仍以三相非橋式晶體管開關(guān)電路供電的兩極三相無刷電動(dòng)機(jī)為例來分析其電樞反應(yīng)的特點(diǎn) 。 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 圖 10 18 無刷直流電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng) 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 圖 10 18為定子 A相繞組的通電狀態(tài)， 電樞磁勢Fa的空間位置為 A相繞組的軸線方向， 并保持不變。 磁狀態(tài)角 αm=2π/3。 圖中 1和 2為磁狀態(tài)角所對(duì)應(yīng)的邊界。 電樞磁勢 Fa可分成直軸分量 Fad 和交軸分量 Faq ， 當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極軸線處于位置 1時(shí)， 直軸分量磁勢 Fad 對(duì)轉(zhuǎn)子有最強(qiáng)的去磁作用； 而當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極軸線處于位置 2時(shí)， 磁勢 Fad 對(duì)轉(zhuǎn)子又有最強(qiáng)的增磁作用。 因此， 電樞磁勢的直軸分量開始是去磁的， 然后是增磁的， 數(shù)值上等于電樞磁勢 Fa在轉(zhuǎn)子磁極軸線上的投影， 其最大值為 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 實(shí)際計(jì)算時(shí) ， 應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)可能遇到的情況 (如啟動(dòng) 、 反轉(zhuǎn)等 )所產(chǎn)生的最大值考慮 。 在無刷直流電動(dòng)機(jī)中 ， 由于磁狀態(tài)角 αm比較大 ， 電樞磁勢的直軸分量就可能達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值 ， 為了避免使永磁轉(zhuǎn)子失磁 ， 在設(shè)計(jì)中必須予以注意 。 表 10 5列出了常用的幾種電樞繞組聯(lián)接方式的直軸電樞反應(yīng)最大值計(jì)算式 。 2s in maa d m FF ??(10 18) 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極軸線位于 αm/2位置處， 電樞磁場與轉(zhuǎn)子磁場正交， 電樞磁勢 Fa為交軸磁勢， 在無刷直流電動(dòng)機(jī)中， 由于轉(zhuǎn)子磁鋼的磁阻很大， 因此由電樞磁勢交軸分量 Faq 所引起的氣隙磁場波形的畸變就顯得較小， 一般可以不計(jì)。 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 改變無刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的方法 改接位置傳感器的輸出電壓信號(hào) 這種方法是基于改變勵(lì)磁磁場極性實(shí)現(xiàn)改變電機(jī)轉(zhuǎn)向的原理 。 圖 10 19(a)和 (b)分別表示電樞繞組 A相導(dǎo)通時(shí)電機(jī)正 、 反轉(zhuǎn)時(shí)的定轉(zhuǎn)子磁場相對(duì)位置 。 正反轉(zhuǎn)時(shí)電樞電流方向不變 ， 因而電樞磁場 BA的方向不變 。 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 圖 10 19 正反轉(zhuǎn)時(shí)定轉(zhuǎn)子磁場相對(duì)位置 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 正轉(zhuǎn)時(shí)在 A相繞組導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)， 轉(zhuǎn)子磁極軸線在角 π/6與 5π/6(1與 2)范圍內(nèi)， 平均值為 π/2， 上半圓轉(zhuǎn)子極性為 N， 下半圓為 S， 定轉(zhuǎn)子磁場相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是順時(shí)針方向， 定子繞組通電順序是 A→B→C ； 反轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子磁極軸線應(yīng)處在角 π/6與 5π/6(1′與 2′)范圍內(nèi)， 平均值為 π/2， 上半圓轉(zhuǎn)子極性為 S， 下半圓為 N， 這樣電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)橐滥鏁r(shí)針方向， 電機(jī)就反轉(zhuǎn)， 定子繞組通電順序變?yōu)?A→C→B 。 所以當(dāng)一相導(dǎo)通時(shí)， 只要將相應(yīng)的轉(zhuǎn)子軸線平均位置改變 π電角度， 電機(jī)就可反轉(zhuǎn)。 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 為了達(dá)到上述要求， 電動(dòng)機(jī)上應(yīng)裝有兩套空間相隔 π電角度的位置傳感器 Wa、 Wb、 Wc及 W′a、 W′b、 W′c， 如圖 10 20所示。 圖中， Wa、 Wb、 Wc這套傳感器輸出信號(hào)供電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)使用。 W′a、 W′b、 W′c這套傳感器輸出信號(hào)供電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)使用。 當(dāng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)扇形片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 這兩套傳感器輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)地相隔 π電角度。 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 圖 10 20 正反轉(zhuǎn)所需的兩套位置傳感器 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 圖 10 21 改變電流后定轉(zhuǎn)子磁場相對(duì)位置 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 圖 10 22 用于正反轉(zhuǎn)的倒向線路 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 變換電樞電流方向 與一般有刷直流電動(dòng)機(jī)一樣 ， 也可以通過改變一相導(dǎo)通時(shí)的電流方向來改變電機(jī)轉(zhuǎn)向 。 圖 10 21表示A相電流方向改變 ， 電機(jī)作反轉(zhuǎn)時(shí)定 、 轉(zhuǎn)子磁場間的相對(duì)位置 。 可以看出 ， 這時(shí)電樞磁場方向改變了 ， 但轉(zhuǎn)子軸線的位置仍在角 π/6~5π/6范圍內(nèi) ， 因此傳感器輸出信號(hào)可不改變 。 為了能使電樞繞組電流方向改變 ， 除了改變直流電源的極性外 ， 尚需在開關(guān)電路中每相接入由兩個(gè)晶體管元件組成的倒向線路 ， 如圖 10 22(a)所示 。 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 它們分別使定子繞組中通過正向 (實(shí)線箭頭 )和反向 (虛線箭頭 )電流， 使電機(jī)產(chǎn)生不同轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)矩， 達(dá)到正、 反向旋轉(zhuǎn)的目的。 圖 10 22(b)是采用的另一種特殊電路， 每相只需一個(gè)晶體管， 同樣可使定子繞組電流改變方向。 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 思考題與習(xí)題 1. 將無刷直流電動(dòng)機(jī)與永磁式同步電動(dòng)機(jī)及直流電動(dòng)機(jī)作比較 ， 分析它們之間有哪些相同和不同點(diǎn) 。 2. 位置傳感器的作用如何 ? 改變每相開始導(dǎo)通的位置角及導(dǎo)通角 αc， 對(duì)電機(jī)性能會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響 ? 第 10章 無刷直流電動(dòng)機(jī) 3. 電機(jī)是多對(duì)極時(shí) ， 位置傳感器應(yīng)作怎樣的設(shè)計(jì) ? 4. 無刷直流電動(dòng)機(jī)能否采用一個(gè)電樞繞組 ， 為什么 ? 5. 無刷直流電動(dòng)機(jī)能否用于交流電源供電 ? 6. 如何使電機(jī)制動(dòng) 、 倒轉(zhuǎn)和調(diào)速 ? 7. 請分別推導(dǎo)星形及封閉形三相六狀態(tài)時(shí)的 n0、 T、 Ia的計(jì)算式 ， 列出推導(dǎo)過程 ， 并將推導(dǎo)結(jié)果與表 10 4所列各式作一比較 。
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