永磁無刷直流電動機

原理分析傳統直流電動機

如圖所示，傳統的直流電動機電樞鐵心上連有換向片。為了把電樞與外電路連通，

傳統直流電動機特別裝置了兩把電刷A,B，通過電刷與換向片的共同作用，可產生極性恒定的直流電動勢，如to，t1兩時刻所示。無刷直流電機圖1基本結構及工作原理無刷直流電動機的基本結構包括電動機本體，控制器和轉子位置傳感器三部分。工作原理以兩相導通三相星型六狀態無刷直流電動機為例來說明，圖1為其基本原理圖。圖中VF為逆變器，控制電路對轉子位置傳感器檢測的信號進行邏輯變換后產生脈寬調制PWM信號，經過驅動電路放大送至逆變器各功率開關管，從而控制電動基本結構及工作原理機各相繞組按一定順序工作，在電機氣隙中產生跳躍式旋轉磁場。定子旋轉磁場根據開關管的導通，以定子磁場正向旋轉說明，如圖所示：定子旋轉磁場定子合成磁勢Fa經六個狀態實現了正向旋轉。轉子正反轉的實現圖2(a，b，c)反映了轉動的一個狀態：當轉子如圖位置，定子繞組中通以圖示電流轉子正反轉的實現，A,B相繞組在空間的合成磁勢Fa與轉子磁場相互作用，帶動轉子轉動，在這一轉動狀態中，電樞磁勢對轉子磁場起到了去磁—不去磁不增磁—增磁的作用過程。在圖2（a，b，c）的60°電角范圍內轉子磁場順時針連續轉動，定子合成磁場Fa位置不動，當轉子磁場轉夠60°電角度達到圖2（c）位置時，Fa才做下一變化。轉子正反轉的實現可見，定子合成磁場在空間不是連續旋轉的磁場，而是一種跳躍式旋轉磁場，每個步進角是60°電角。當轉子每轉過60°電角時，逆變器開關管之間就進行一次換流，定子磁狀態就改變一次。可見，電機有六個磁狀態，每一狀態都是兩相導通，每相繞組中流過電流的時間相當于轉子旋轉120°電角，每轉子正反轉的實現個開關管的導通角為120°，故逆變器為120°導通型。對圖1的定子繞組通不同相的電流，可使得轉子隨之轉動。其正反轉的邏輯關系可用表1表示說明。表1：起始位置如圖2（a）正轉反轉導通繞組導通管子導通繞組導通管子ABV1,V6BAV3,V4ACV1,V2CAV5,V4BCV3,V2CBV5,V6BAV3,V4ABV1,V6CAV5,V4ACV1,V2CBV5,V6BCV3,V2優越性及其應用永磁無刷直流電動機（PermanentmagnentbrushlessDCmotor）用電子換向裝置替代直流電動機的換向器，解決了直流電動機的換向問題，同時保留了直流電動機的優良特性:(1)結構簡單，運行可靠，維護方便(2)啟動轉矩大(3)調速性能好優越性及其應用

近幾十年來，隨著電力電子技術，永磁材料磁和微機控制技術的發展，永磁無刷直流電動機得到了迅速發展。傳統鐵氧體，鋁鎳鈷永磁無刷直流電動機優點：可靠性高，維護方便，結構簡單，特性好，轉速不受機械換向限制。稀土永磁材料除上述外的優勢：（1）具有高磁能積，使電機可以明顯減優越性及其應用小體積，降低重量。（2）矯頑力Hc高，剩磁Br大。可產生很大的氣隙磁通，縮小永磁體轉子外徑。（3）內稟矯頑力Hci極高，磁場定向性好，易建立矩形波磁場。（4）電樞反應對稀土永磁體去磁作用小，適合突然反轉，堵轉等特殊運行場合優越性及其應用的要求。（5）去磁曲線線性可逆，給工作點計算帶來方便。應用場合由于永磁無刷直流電動機具有上述一系列優點，因而其用途更廣泛，特別適合于對性能，體積重量要求更高的場合，