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直流无刷电机是怎样进行换向的

  直流无刷电机(简称 BLDC电机)是一种采用直流电源并通过外部电机控制器控制实现电子换向的电机。

  在深入探索 BLDC电机反馈选项之前,先了解为什么需要它们至关重要。BLDC电机可配置为单相、两相和三相;其中最常用的配置为三相。相数与定子绕组数相匹配,而转子磁极数根据应用需求的不同可以是任意数量。 因为 BLDC 电机的转子受旋转的定子磁极影响,所以须追踪定子磁极位置,以有效驱动三个电机相。 为此,需使用电机控制器在三个电机相上生成六步换向模式。 这六步(或换向相)移动电磁场,进而使转子永磁体移动电机轴。

  通过采用这种标准直流无刷电机换向序列,无刷电机控制器即可利用高频率脉宽调制 (PWM) 信号,有效降低电机承受的平均电压,从而改变电机速度。 除此之外,这种设置通过让一个电压源用于各种各样的电机,大大提升了设计灵活性,即使直流电压源大大高出电机额定电压的情况也不例外。为了让此系统保持相对于有刷技术的效率优势,在直流无刷电机和控制器之间需要安装非常严格的控制回路。 反馈技术的重要性就体现在这里;控制器要能保持对电机的精确控制,它必须始终掌握定子相对于转子的确切位置。预期和实际位置出现任何非对准或相移可能会导致意想不到的情况及性能下降。针对直流无刷电机换向可采用许多方式来实现这种反馈,不过最常见的方式是使用霍尔效应传感器、编码器或旋转变压器。另外,某些应用也会依靠无传感器换向技术来实现反馈。

  直流无刷电机诞生以来,霍尔效应传感器一直是实现换向反馈的主力。 因三相控制仅需要三个传感器且单位成本较低,所以单纯从BOM成本角度来看,它们往往是实现换向最经济的选择。电机定子中嵌入了检测转子位置的霍尔效应传感器,这样就可以切换三相电桥中的晶体管来驱动电机。三个霍尔效应传感器输出一般标记为 U、V 和 W 通道。 虽然霍尔效应传感器能够有效解决 BLDC 电机换向问题,但它们仅仅满足了 BLDC 系统一半所需。

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时间:2019-06-03 编辑:admin 来源:http://www.hbb2m.com 点击:

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