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發(fā)布時間：2020-12-30 20:35
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無刷直流電機
直流無刷電機是同步電機的一種，也就是說電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速受電機定子旋轉(zhuǎn)磁場的速度及轉(zhuǎn)子極數(shù)(p)影響：n=60．f / p。在轉(zhuǎn)子極數(shù)固定情況下，改變定子旋轉(zhuǎn)磁場的頻率就可以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。直流無刷電機即是將同步電機加上電子式控制(驅(qū)動器)，控制定子旋轉(zhuǎn)磁場的頻率并將電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速回授至控制中心反復校正，以期達到接近直流電機特性的方式。當系統(tǒng)在克服誤差時，其變化總是落后于誤差變化，表示系統(tǒng)存在較大慣性組件或(且)有滯后組件。也就是說直流無刷電機能夠在額定負載范圍內(nèi)當負載變化時仍可以控制電機轉(zhuǎn)子維持一定的轉(zhuǎn)速。
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僅有位置傳感器而沒有轉(zhuǎn)速傳感器，那就要求檢測位置信號的差異，在模擬系統(tǒng)中就要導致噪聲的放大；而在數(shù)字系統(tǒng)中這不是問題。對于位置和轉(zhuǎn)速控制的無刷直流電動機，位置傳感器或者是其他獲取轉(zhuǎn)子位置信息的元件是一定要的。許多的應用場合為了轉(zhuǎn)矩控制還需要電流反饋。至少，需要匯線電流反饋來防止電機和驅(qū)動系統(tǒng)過流。可變負載應用：主要是轉(zhuǎn)速需要在某個范圍內(nèi)變化的應用，對電機轉(zhuǎn)速特性和動態(tài)響應時間特性有更高的需求。當添加一內(nèi)電流閉環(huán)控制就能實現(xiàn)非常快的電流源逆變器那樣的性能，而不需要直流耦合電抗器，它被稱為電流調(diào)節(jié)電壓源逆變器。
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無刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多，相應的轉(zhuǎn)動慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問題，致使無刷直流電機一般的容量都在100kW以下。當電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到hall-sensor感應出另一組信號的位置時，控制部又再開啟下一組功率晶體管，如此循環(huán)電機就可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動直到控制部決定要電機轉(zhuǎn)子停止則關閉功率晶體管(或只開下臂功率晶體管)。這種電動機的機械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，調(diào)速范圍廣，壽命長，維護方便噪聲小，不存在因電刷而引起的一系列問題，所以這種電動機在控制系統(tǒng)中有很大的應用潛力。
其次當電機負載不小的時候，在停止轉(zhuǎn)動時由電機端回送至驅(qū)動器的能量及過電壓都將危及驅(qū)動器，這可配合過電壓保護電路加上回生能量消散電路來防治。其它尚有hall-sensor正常與否判定也會影響pwm控制的正確性，這可由控制部判斷并適時警告即可。可以通過將負載扭矩、轉(zhuǎn)動慣量和摩擦力相加得到，另外，還有一些額外的因素影響扭矩如氣隙空氣的阻力等。用獲得位置信號相近方法取得速度信號，的速度傳感器是測頻式測速發(fā)電機與電子線路相結(jié)合。可以近似的認為是實際應用需要的持續(xù)輸出扭矩，由許多因素決定：扭矩、負載扭矩、轉(zhuǎn)動慣量、加速、減速及運行時間等。
