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TECHNOLOGY

行業資訊?
當前位置:
直流無刷電機如何實現換相功能
一、什么是直流無刷電機?
  直流無刷電機是由定子、轉子、位置傳感器及換相電路組成的。定子采用疊片結構并在槽內鋪設繞組的方式。電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法,同三相異步電動機十分相似。
  由于無刷電機自身沒有換相功能,所以相對應的控制方式就比較復雜。無刷電機有三組線圈,有別于有刷電機的兩組線圈。為了獲得有效的力矩,無刷電機的三組線圈必須根據轉子的實際位置進行相互獨立的控制。這種驅動方式就充分說明了對無刷電機控制的復雜性。
二、直流無刷電機是怎樣實現換相的呢?
  當:1.A+B-  2.C+B-  3.C+A-  4.B+A-  5.B+C-  6.A+C-
  則必須實現換相才能實現磁場的旋轉,如果根據轉子磁場的位置換相,并在換相時滿足定子磁勢和轉子磁勢相互垂直的條件,就能取得最大轉矩。要想根據轉子磁極的位置換相,換相時就必須知道轉子的位置,但并不需要連續的位置信息,只要知道換相點的位置即可。
  在直流無刷電機中,一般采用3個開關型霍爾傳感器測量轉子的位置。常被選用的是雙極鎖存霍爾和單極霍爾。由其輸出的3位二進制編碼去控制逆變器中6個功率管的導通實現換相。(從霍爾傳感器輸出的二進制編碼控制6個功率管的導通,可由邏輯電路實現,也可由軟件編程實現。)
  開關霍爾傳感器原理圖1-1
  霍爾元件+信號處理電路=霍爾傳感器(圖1-1)  
  利用霍爾效應,當施加的磁場達到“動作點”時,OC門輸出低電壓,稱這種狀態為“開”;當施加磁場達到“釋放點”使OC門輸出高電壓,稱其為“關”?;谶@個原理,可制成接近開關。
  如果將一只霍爾傳感器安裝在靠近轉子的位置,當N極逐漸靠近霍爾傳感器即磁感應強度達到一定值時,其輸出是導通狀態;當N極逐漸離開霍爾傳感器,磁感應強度逐漸減小時,其輸出仍然保持導通狀態;只有磁場轉變為S極并達到一定值時,其輸出才翻轉為截至狀態。
  在S-N交替變化磁場下,傳感器輸出波形占高、低電平各占50%。如果轉子是一對極,則電機旋轉一周霍爾傳感器輸出一個周期的電壓波形,如果轉子是兩對極,則輸出兩個周期的電壓波形。
  直流無刷電機中一般安裝3個霍爾傳感器,間隔120度或60度按圓周分布。如果間隔120度,則3個霍爾傳感器的輸出波形相差120度電角度;輸出信號為高、低電平各占180度電角度。如果規定輸出信號高電平為“1”,低電平為“0”,則輸出的三個信號可用3位二進制編碼表示。如果間隔60度,則輸出波形相差60度電角度。
  注:間隔120度與60度的二進制編碼是不同的。
  舉個例子:假定定子繞組為3相,轉子為2對極,3個霍爾傳感器間隔60度按圓周分布,有6只晶體管組成的橋式電路給電機供電,分析其換相過程。如圖1-2,圖1-3所示。  1.A+C-  2.A+B-  3.C+B-  4.C+A-  5.B+A-  6.B+C-
                                             
圖1-2
                                       
圖1-3
  當:1.A+B-  2.A+C-  3.B+C-  4.B+A-  5.C+A-  6.C+B- 
  每組繞相中電流是正負交替的。由逆變器提供與電動勢嚴格同相的方波電流。
  直流有刷電機繞組中的電流實際上也是正負交替的,只是從電刷外部看電流是單方向的。直流有刷電機通過換向機構換向,直流無刷電機通過霍爾開關及逆變器換相。如圖1-4 圖1-5
                
                         圖1-4                            圖1-5
  因為不同種材質的霍爾具有不同的優缺點和應用,如果您想了解更多霍爾知識與霍爾型號,可參考霍爾選型表,也可咨詢我司在線客服或技術人員為您進行專業的霍爾應用選型,越爾興竭誠為您服務!
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