无刷电机的根本作业原理是使用电子操控器来操控电流流向,由此发生旋转力。无刷电机主要由转子和定子两部分组成。
转子是由一系列永磁体或磁铁组成,这些永磁体或磁铁经过轴心衔接在一起并固定在转轴上。转子上的永磁体发生磁场,而这个磁场是安稳的,不随转子滚动而改动。
定子是由一组线圈组成,这些线圈一般由铜线绕成,安装在无刷电机的外壳内。当电流经过定子线圈时,它们发生的磁场与转子上的永磁体磁场相互作用,由此发生旋转力。电子操控器依据旋转速度和转子方位,操控定子线圈的电流,以坚持旋转安稳。
无刷电机的电子操控器是要害部分,它担任监测和操控电流的流向和巨细,然后操控电机的旋转速度和方向。电子操控器一般由微操控器、传感器和功率半导体组成。当电机需求减速或中止时,电子操控器会回转电流,使电机回转方向。
总归,无刷电机的根本作业原理是使用永磁体和线圈之间的相互作用发生旋转力,而电子操控器则操控电流流向和巨细,然后操控电机的旋转速度和方向。比较传统的有刷电机,无刷电机无需机械刷子,具有高效率、低噪音、长寿命等长处,现已大范围的使用于各种范畴。
BLDC 和 PMSM 电机的作业原理与同步电机相同。转子在每次换向时都会继续跟从定子滚动,所以电机可以继续工作。但是,这两种直流电机的定子绕组选用不一样的几许形状,因而可发生不同的反电动势 (BEMF) 呼应。BLDC BEFM 为梯形。PMSM 电机的 BEMF 则为正弦曲线形,因而线圈绕组以正弦方法环绕。为最大极限地进步功能,这些电极一般会用正弦波换向。
BLDC 和 PMSM 电机(图 1)在运行时经过其绕组发生电动势。在任何电机中,由于运动,发生的 EMF 称为反电动势 (BEMF),这是由于电机中感应的电动势与发电机的电动势相反。
BLDC 电机的供电方法是使用 PWM 信号依次鼓励绕组。 PWM 信号的占空比与驱动电压成份额。 在图2中,“U”、“V”和“W”是绕组,“HA”、“HB”和“HC”是方位感应霍尔效应传感器。
换向由转子和定子的相对方位确认,详细则经过霍尔效应传感器丈量,或经过电机滚动时生成的反电动势 (EMF) 起伏丈量(限无传感器电机)。
现在有三种电子换向操控计划:梯形、正弦和磁场定向操控 (FOC)。 FOC 完成本钱高,专用于高端使用,因而本文不做评论。
关于许多使用,梯形操控的 BLDC 电机是最佳解决计划。 这类电机结构严密相连、功能牢靠,且价格也在敏捷下降,因而特别合适许多小型电机使用,包含电泵,轿车、白色家电和计算机。
此外,梯形技能最简单完成,传感器本钱低(一般用霍尔方位传感器),因而也最受欢迎。 电机每相由直流供电,每 60˚ 进行换向。 相位驱动为“高”、“低”或坚持起浮状况。
理论上,这样的体系可发生滑润、安稳扭矩。 实际上,特定相位的电流不可能瞬间由低转为高。 相反,所导致的上升时间在输出中生成与转向守时共同的波形,这儿不作过多评论。