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無刷直流電動機(2)-文庫吧資料

2025-05-05 12:00本頁面
  

【正文】 ( 615)可以得到無刷直流電動機的機械特性方程 第六章 無刷直流電動機 dde d ee δ e δ2eT δ2 Δ 2 2 Δ (2 Δ)2 aaaU U I R U Un T URCC UTCC ?? ?? ?? ? ?? ? ? ? ? ?( 618) 斜率 33 相應(yīng)的特性曲線如圖 611所示。 (3) 忽略電樞齒槽效應(yīng)、電樞反應(yīng)和換向過程等的影響。 第六章 無刷直流電動機 22 第三節(jié) 無刷直流電動機的運行特性 一、等效電路 為簡單起見,以表面式永磁體轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的 兩相導(dǎo)通三相星形六狀態(tài) 的無刷直流電動機為例進行分析,并作如下假定: (1) 氣隙磁密在空間呈梯形波(或近似方波)分布。如果磁路不飽和,則加強部分和削弱部分相等;反之,則產(chǎn)生一定的飽和去磁作用。對于 徑向充磁的表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) [圖 68(a)],由于交軸方向上永磁體本身的磁阻很大,故交軸電樞磁動勢所引起的氣隙磁場畸變較小,通常可以不予考慮。 直軸電樞磁動勢的最大值為 第六章 無刷直流電動機 2si nmSS d m?FF ? ( 61) 電樞繞組合成磁動勢的幅值 m π / 3? ?狀態(tài)角 19 無刷直流電動機的狀態(tài)角一般較大 ,直軸電樞反應(yīng)磁動勢可以達到相當大的數(shù)值, 若永磁材料磁性能不佳或設(shè)計不合理,極有可能造成永磁體永久失磁,這是需要特別注意的問題。 第六章 無刷直流電動機 17 選取圖 66(a)所示的 “ A+BC+”通電狀態(tài) , 在磁極位置角 θ分別等于 0、 π/ π/3時將 電樞磁動勢 FS沿轉(zhuǎn)子直軸和交軸方向分解,得到 直軸電樞磁動勢 FSd和 交軸電樞磁動勢 FSq,如圖 67所示。 無刷直流電動機的電樞反應(yīng)與電樞繞組的連接方式、逆變電路的通電方式、電動機的轉(zhuǎn)向、狀態(tài)角的大小以及電機磁路的飽和程度都有關(guān)系。顯然,無刷直流電動機定子合成磁動勢所產(chǎn)生的是一種 跳躍式的旋轉(zhuǎn)磁場 ,因此 相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩必然存在一定的脈動 。電角度。 下面就以 三相導(dǎo)通三相星形六狀態(tài) 的無刷直流電動機為例(圖 65),進一步說明無刷直流電動機的工作原理。 第六章 無刷直流電動機 10 隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn),位置傳感器不斷地發(fā)送轉(zhuǎn)子位置信號,使電樞繞組不斷地依次通電,不斷地改變通電狀態(tài),從而使得轉(zhuǎn)子各磁極下電樞導(dǎo)體中流過電流的方向始終不變。 第六章 無刷直流電動機 9 二、工作原理 與普通結(jié)構(gòu)的永磁直流電動機不同,在無刷直流電動機中, 電樞繞組放置在定子上,永磁體則放置在轉(zhuǎn)子上 。 第六章 無刷直流電動機 4 第一節(jié) 無刷直流電動機的組成及原理 一、基本組成 第六章 無刷直流電動機 圖 6 1 無 刷 直 流 電 動 機 的 基 本 組 成直 流 電 源 開 關(guān) 線 路電 動 機位 置 傳 感 器負 載5 第六章 無刷直流電動機 圖 6 2 無 刷 直 流 電 動 機 的 轉(zhuǎn) 子 結(jié) 構(gòu)( a ) 凸 極 式 ( b ) 內(nèi) 嵌 式( a )( b )轉(zhuǎn) 軸永 磁 體轉(zhuǎn) 子 鐵 心隔 磁 套隔 磁 塊緊 圈NSSNNS NSNNNNSSSS6 第六章 無刷直流電動機 NSA +B +C +D +E +A B C D E 圖 6 3 五 相 無 刷 直 流 電 動 機 的 結(jié) 構(gòu)SSSSN NSNNN7 2. 電子開關(guān)線路 第六章 無刷直流電動機 A CB圖 6 4 無 刷 直 流 電 動 機 的 電 子 開 關(guān) 線 路+A CB+D( a )( b )+( c )AB C+( d )CAB+( e )ABCDE8 3. 轉(zhuǎn)子位置傳感器 位置傳感器也是無刷直流電動機的重要組成部分,其作用是檢測轉(zhuǎn)子磁場相對于定子各相繞組的位置,以確定各相繞組導(dǎo)通和關(guān)斷的順序。這種電動機是典型的 機電一體化產(chǎn)品 ,它利用電子開關(guān)線路和位置傳感器來代替電刷和換向器, 既具有直流電動機的運行特性,又具有交流電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等優(yōu)點。所以,長期以來人們在不斷尋求 可以不用電刷和換向器裝置的直流電動機 。1 第六章 無刷直流電動機 控制電 機 第一節(jié) 無刷直流電動機的組成及原理 第二節(jié) 無刷直流電動機的電樞反應(yīng) 第三節(jié) 無刷直流電動機的運行特性 第四節(jié) 無刷直流電動機的轉(zhuǎn)矩脈動 * 第五節(jié) 無刷直流電動機的選用 2 直流電動機由于調(diào)速性能好、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點而在各種運動控制系統(tǒng)中等到廣泛應(yīng)用,但是直流電動機具有電刷和換向器裝置,運行時所形成的 機械摩擦 嚴重影響了電機的精度和可靠性,因摩擦而產(chǎn)生的火花還會引起無線電干擾。電刷和換向器裝置使直流電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大,維護也比較困難。 第六章 無刷直流電動機 3 隨著電子技術(shù)、 計算機技術(shù)和永磁材料的迅速發(fā)展,誕生了無刷直流電動機。 另外,它的轉(zhuǎn)速不再受機械換向的限制,可以制成轉(zhuǎn)速高達每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)的高速電動機。它有多種結(jié)構(gòu)形式,常見的有 電磁式 、 光電式 和 霍爾元件式 ,其基本原理可參閱有關(guān)檢測技術(shù)的書籍。定子各相電樞繞組相對于轉(zhuǎn)子永磁體的位置,由轉(zhuǎn)
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