直流無刷電機(jī)原理及應(yīng)用
直流電機(jī)在額定負(fù)載下會產(chǎn)生恒定轉(zhuǎn)矩性能,由于電樞磁場與轉(zhuǎn)子磁場之間恒維持90度,這樣就必須通過碳刷及整流子,在電機(jī)運轉(zhuǎn)的過程中太容易引發(fā)電火花對組件造成破壞。交流電機(jī)由于沒有碳刷和整流子,所以不需要相對應(yīng)的維護(hù),但是性能要比直流電機(jī)的性能控制效果更加復(fù)雜。半導(dǎo)體的切換頻率更加快速,所以能夠?qū)τ隍?qū)動電機(jī)的性能有明顯提升,微處理機(jī)速度也越來越快,保證了交流電機(jī)控制,實現(xiàn)兩周直角坐標(biāo)系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)目刂?,另外由于很多的微處理機(jī)能夠?qū)刂齐姍C(jī)具有必需的功能,所以體積越來越小。位置傳感器在直流無刷電動機(jī)中起著測定轉(zhuǎn)子磁極位置的作用,為邏輯開關(guān)電路提供正確的換相信息,即將轉(zhuǎn)子磁鋼磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號,然后去控制定子繞組換相。位置傳感器種類較多,且各具特點。在直流無刷電動機(jī)中常見的位置傳感器有以下幾種:電磁式位置傳感器、光電式位置傳感器、磁敏式位置接近傳感器。
電磁式位置傳感器在直流無刷電動機(jī)中,用得較多的是開口變壓器。用于三相直流無刷電動機(jī)的開口變壓器由定子和跟蹤轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子一般有六個極,它們之間的間隔分別為60度,其中三個極上繞一次繞組,并相互串聯(lián)后通以高頻電源,另外三個極分別繞上二次繞組WA、WB、WC。它們之間分別相隔120度。跟蹤轉(zhuǎn)子是一個用非導(dǎo)磁材料做成的圓柱體,并在它上面鑲一塊120度的扇形導(dǎo)磁材料。在安裝時將它與電動機(jī)轉(zhuǎn)軸相聯(lián),其位置對應(yīng)于某一磁極。一次繞組所產(chǎn)生的高頻磁通通過跟蹤轉(zhuǎn)子上的到此材料耦合到二次繞組上,故在二次繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電壓,而另外兩相二次繞組由于無耦合回路同一次繞組相聯(lián),其感應(yīng)電壓基本為零。隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動,扇形片也跟著旋轉(zhuǎn),使之離開當(dāng)前耦合一次繞組而向下一個一次繞組靠近。就這樣,隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)子運動,在開口變壓器二次繞組上分別感應(yīng)出電壓。扇形導(dǎo)磁片的角度一般略大于120度電角度,常采用130度電角度左右。在三相全控電路中,為了換相譯碼器的需要,扇形導(dǎo)磁片的角度為180度電角度。同時,扇形導(dǎo)磁片的個數(shù)應(yīng)同直流無刷電動機(jī)的極對數(shù)相等。