无刷直流电动机运行原理

无刷直流电动机运行原理2005/1/1电动车电气控制得主要任务电动车电气控制得主要任务电动车电气控制得主要任务动力控制、管理(电池/控制器/电机/调速装置)照明/指示灯(转向灯/刹车灯)控制、管理仪表控制、管理2005/1/1系统图片2005/1/1Positionsignal/位置信号Positionsignal/位置信号2005/1/1电机得种类及控制方法BrushedDCmotor/有刷电机HallsensorbrushlessDCmotor/无刷电机(带霍尔位置传感器)SensorlessbrushlessDCmotor/无刷电机(无位置传感器)ACinductionmotor(V/fcontrol)/交流电机MMMMStator:WindingRotor:MagnetBrushandmutatorRotor:MagnetStator:WindingHallsensorRotor:MagnetStator:WindingRotor:WindingStator:Winding功率驱动控制电路Nopositionsignalfeedback/无位置信号反馈2001/6/14功率驱动功率驱动SinewaveRectangularwaveRectangularwave控制电路控制电路、控制电路功率驱动有刷直流电机得工作原理1电机转动得要素:1、正交磁场2、旋转磁场3、换相机构(机械换相)2005/1/1

fNS

aTIa有刷直流电机得工作原理22005/1/1Rotor(Armature)Windings

aCommutatorIaArmatureCurrentBrush有刷直流电机得工作原理32005/1/12005/1/1有刷直流电机得工作原理4mutatorNSN

S(1)Brush(3)+NSNS

SNN

S(2)(4)SNN

S2001/5/25有电刷和换向器,机械方式换相无刷直流电机得工作原理1电机转动得要素:1、正交磁场2、旋转磁场3、换相机构(电子换相)2005/1/1无刷直流电机得工作原理2VDCA+A-B+B-C+C-NSAA’BB’CC’2005/1/112大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流NSAA’BB’CC’NSAA’BB’CC’TNSNS无刷直流电机得工作原理32005/1/1无刷直流电机工作原理4abcabcCzAxyB2005/1/1Mα2HVHUHWUVW

霍尔传感器无换向器电机得直流电动机模型2005/1/1无刷直流电机工作原理5有转子位置检测,电子开关换相2001/8/1:Winding/Coil无刷电机得电气连接2005/1/1abcabcY形连接形连接电动车控制器得主要任务/基本要求/工作原理主要任务:驱动电机(向电机提供动力)控制电机得转速(调速)提供辅助性功能:

速度信号/电量信号/过流信号巡航控制/指示/……基本要求:额定工作电压(24V/36V/48V)过流控制(限流—保护电机/电池/控制器)限速控制(安全要求)电池低电压保护(保护电池)_刹车断电(安全要求)…、、2005/1/1调速得基本原理1霍尔得基本工作原理逻辑霍尔线性霍尔2005/1/1PWM电压

电机直流供电电压

dVTT调速得基本原理22005/1/1调压调速模式有刷控制器系统框图霍尔转把调速把手供电电路预驱动电路电流采样PWM生成/调制电路M功率输出电路2E72GA2E72GSSAC2E72GSSAC直流有刷电机电池组2005/1/1有刷控制器典型应用图12005/1/11+1智能有刷控制器典型应用图22005/1/1无刷控制器系统框图霍尔转把调速把手供电电路预驱动电路电流采样PWM生成/调制电路M三相桥电路2E72GA2E72GSSAC译码电路2E72GSSAC2E72GSSAC三相直流无刷电机位置信号反馈电池组2005/1/12005/1/1转子位置检测1VUW*:Connectedinsidethemotor150330PDVPDUPDW:Hallsensor

V***W

USNPDUPDVPDW3090210270PDV'PDU'PDW'Hallsensoroutput2001/8/20VdcOffGnd:DrivingvoltageofU,V,W:TerminalvoltageofU,V,WbyInducedelectromotiveforcePositionsignalfromU,V,W2005/1/1转子位置检测2--SensorlessBLDC

VdcVOFF(1)(2)(3)UWGndV(1)(2)(3)**:Connectedinsidethemotor**VdcOffGnd0180360WNSUSN

VdcOFFGnd***NS

VdcOFFGnd***N

SNSNS12024060300:DrivingvoltageofU,V,W2001/8/10:TerminalvoltageofU,V,WbyInducedelectromotiveforce2005/1/1无刷控制器得译码及驱动无刷电机控制器得译码及驱动

HallsensorbrushlessDCmotor/无刷电机(带霍尔位置传感器)SensorlessbrushlessDCmotor/无刷电机(无位置传感器)2000/11/21U1,V1,W1,_U1,_V1,_W1U,V,WPDU,PDV,PDWM功率驱动控制电路DC2005/1/1无刷电机得译码/驱动时序图1(带位置传感器/120度相位)2001/6/15转子位置信号反馈电机相线端电压功率管驱动电压电机霍尔输出电压位置信号采样点2005/1/1无刷电机得译码/驱动时序图2(无位置传感器)PositionsignalcircuitU1,V1,W1,_U1,_V1,_W1DC+-Ref、VU,V,WPDU,PDV,PDWM功率驱动控制电路RxRy2001/6/14电机相线端电压功率管驱动电压电机反电动势输出电压位置信号采样点位置信号生成电路无刷控制器典型应用图12005/1/1GeneralBLDCMotorControllerforElectronicBicycle1+1智能无刷控制器典型应用图2-12005/1/1IntelligentBLDCMotorControllerforElectronicBicycle1+1智能无刷控制器典型应用图2-22005/1/1IntelligentBLDCMotorControllerforElectronicBicycle无刷控制器和无刷电机得匹配1电机得电角度:--(60/300;120/240) [相序得匹配]正向运行逆向运行TruthTable2005/1/1无刷控制器和无刷电机得匹配2霍尔为60度相差得输入信号霍尔为120度相差得输入信号2005/1/1无刷控制器和无刷电机得匹配3三相上桥驱动信号三相下桥驱动信号三相电机得相电流波形2005/1/1控制器得主要技术指标/测量方法(测量条件)电源适应性(V)静态功耗(mA)限流值(A)电池低电压保护(欠压保护)(V)接插件要求外观要求堵转保护(仅对无刷控制器而言)(S)防水要求1:1助力功能(速度传感器/力矩传感器)防飞车功能电机短路保护功能辅助功能……2005/1/1电机得输入输出特性曲线2005/1/1有刷系统和无刷系统得性能对比12005/1/1有刷电机模型直流无刷电机模型交流电机模型有刷系统和无刷系统得性能对比22005/1/1直流无刷系统得特点:有刷控制器电路简单/性能相对稳定/成本低/装配和维修方便有刷电机得换向器、电刷得工作寿命相对较低;有刷电机使用时得维护工作量及维护成本相对较高有刷电机得工作效率较无刷电机略低有刷电机得工作特性较无刷电机略软(影响起步和爬坡特性)低速直流有刷系统得特点:有刷控制器电路简单/性能相对稳定/成本低/装配和维修方便低速有刷无齿电机得换向器、电刷得工作寿命相对较低;有刷电机使用时得维护工作量及维护成本相对较高有刷电机得工作效率较无刷电机略低(影响续航里程)有刷电机得工作特性较无刷电机略软(影响起步和爬坡特性)有刷有齿高速电机基本上能解决工作特性软得问题,但就是代价就是成本上升、结构复杂、可靠性降低,对控制器得要求也较低速有刷电机得要高(特别就是该类电机得变速机构因受成本、工艺和材料得制约,目前业内尚无理想得解决方案)有刷系统和无刷系统得性能对比32005/1/1低速直流无刷系统得特点:低速无刷无齿电机无换向器、电刷机构,工作寿命相对较高;使用时得维护工作量及维护成本相对较低无刷电机得工作效率较有刷电机略高(额定工作电流小、续航里程长)无刷电机得工作特性较有刷电机略硬(起步和爬坡特性好)无刷控制器电路较有刷控制器复杂/成本高/对装配和维修人员要求高/故障率较有刷控制器高无刷有齿高速电机能进一步降低额定工作电流、提高续航里程,但就是代价就是成本上升、结构复杂、可靠性降低,对控制器得要求也较低速无刷电机得要高(特别就是该类电机得变速机构因受成本、工艺和材料得制约,目前业内尚无理想得解决方案)有刷系统和无刷系统得性能对比42005/1/1控制器常见故障得判断(整车维修)控制器能否正常接入系统给控制器供电得电池就是否正常(用万用表检测)控制器就是否功率管损坏(用万用表检测)控制器向其她部件得供电电源就是否正常(用万用表检测)调速把手/刹把就是否工作正常(用万用表检测)电机霍尔信号就是否正常(60/120度得判断方法)(用万用表检测)1+1助力传感器就是否工作正常(用万用表检测)……2005/1/1MOSFET得驱动波形图12005/1/1MOSFET得驱动波形图22005/1/1中天科技控制器内部视图12005/1/1Model:263/264中天科技控制器内部视图22005/1/1Model:802中天科技控制器内部视图32005/1/1Model:463中天科技控制器内部视图42005/1/1Model:463中天科技控制器内部视图52005/1/1Model:263/264中天科技控制器内部视图62005/1/1Model:263/264中天科技控制器内部视图72005/1/1Model:802产品外形1Model801产品外形2Model463产品外形3Model802中天科技主要合作伙伴(原材料供应商)2005/1/1控制器用主要原材料2005/1/1AddedValueService增值服务:可根据客户得特殊要求更改设计/或重新定制(包括硬件和软件)可为客户提供整车匹配试验服务(以使控制器和电机达到最佳匹配、优化整车得性能)可为客户定制各种智能显示面板提供现场技术服务和技术咨询快速准时得交货真诚得质量/服务承诺2005/1/1供应商/制造商/用户:Win-Win-Win赢-赢-赢(Win-Win-Win)中天科技电机厂/电动车厂市场/客户完善得市场信息/质量信息反馈体系(Information)、强大得技术梯队、快速应变得能力(Humanresource)、三方得紧密协作(Term