无刷直流电机

永磁无刷直流电动机

原理分析传统直流电动机

如图所示，传统的直流电动机电枢铁心上连有换向片。为了把电枢与外电路连通，

传统直流电动机特别装置了两把电刷A,B，通过电刷与换向片的共同作用，可产生极性恒定的直流电动势，如to，t1两时刻所示。无刷直流电机图1基本结构及工作原理无刷直流电动机的基本结构包括电动机本体，控制器和转子位置传感器三部分。工作原理以两相导通三相星型六状态无刷直流电动机为例来说明，图1为其基本原理图。图中VF为逆变器，控制电路对转子位置传感器检测的信号进行逻辑变换后产生脉宽调制PWM信号，经过驱动电路放大送至逆变器各功率开关管，从而控制电动基本结构及工作原理机各相绕组按一定顺序工作，在电机气隙中产生跳跃式旋转磁场。定子旋转磁场根据开关管的导通，以定子磁场正向旋转说明，如图所示：定子旋转磁场定子合成磁势Fa经六个状态实现了正向旋转。转子正反转的实现图2(a，b，c)反映了转动的一个状态：当转子如图位置，定子绕组中通以图示电流转子正反转的实现，A,B相绕组在空间的合成磁势Fa与转子磁场相互作用，带动转子转动，在这一转动状态中，电枢磁势对转子磁场起到了去磁—不去磁不增磁—增磁的作用过程。在图2（a，b，c）的60°电角范围内转子磁场顺时针连续转动，定子合成磁场Fa位置不动，当转子磁场转够60°电角度达到图2（c）位置时，Fa才做下一变化。转子正反转的实现可见，定子合成磁场在空间不是连续旋转的磁场，而是一种跳跃式旋转磁场，每个步进角是60°电角。当转子每转过60°电角时，逆变器开关管之间就进行一次换流，定子磁状态就改变一次。可见，电机有六个磁状态，每一状态都是两相导通，每相绕组中流过电流的时间相当于转子旋转120°电角，每转子正反转的实现个开关管的导通角为120°，故逆变器为120°导通型。对图1的定子绕组通不同相的电流，可使得转子随之转动。其正反转的逻辑关系可用表1表示说明。表1：起始位置如图2（a）正转反转导通绕组导通管子导通绕组导通管子ABV1,V6BAV3,V4ACV1,V2CAV5,V4BCV3,V2CBV5,V6BAV3,V4ABV1,V6CAV5,V4ACV1,V2CBV5,V6BCV3,V2优越性及其应用永磁无刷直流电动机（PermanentmagnentbrushlessDCmotor）用电子换向装置替代直流电动机的换向器，解决了直流电动机的换向问题，同时保留了直流电动机的优良特性:(1)结构简单，运行可靠，维护方便(2)启动转矩大(3)调速性能好优越性及其应用

近几十年来，随着电力电子技术，永磁材料磁和微机控制技术的发展，永磁无刷直流电动机得到了迅速发展。传统铁氧体，铝镍钴永磁无刷直流电动机优点：可靠性高，维护方便，结构简单，特性好，转速不受机械换向限制。稀土永磁材料除上述外的优势：（1）具有高磁能积，使电机可以明显减优越性及其应用小体积，降低重量。（2）矫顽力Hc高，剩磁Br大。可产生很大的气隙磁通，缩小永磁体转子外径。（3）内禀矫顽力Hci极高，磁场定向性好，易建立矩形波磁场。（4）电枢反应对稀土永磁体去磁作用小，适合突然反转，堵转等特殊运行场合优越性及其应用的要求。（5）去磁曲线线性可逆，给工作点计算带来方便。应用场合由于永磁无刷直流电动机具有上述一系列优点，因而其用途更广泛，特别适合于对性能，体积重量要求更高的场合，