在本系列中,我们将讨论无刷直流电机。这个视频将涵盖基础和这些发动机是如何工作的,在未来,我们将讨论更多关于电机控制。
日常设备更加复杂的机器,利用无刷直流电机,电能转换成旋转运动。无刷直流电机,也称为刷,刷同行提供了许多优势。刷提供更高的效率,需要较低的维护,这就是为什么他们更换刷马达在许多应用程序在过去几十年。
这两种类型的汽车操作基于类似的原则,生成的旋转运动通过磁极的吸引和排斥的永久性和电磁铁。然而,这些电机控制的方式是非常不同的。刷要求复杂的控制器直流电源转换为三相电压,而刷电动机可以很容易地由直流电压控制。
在这里,我们将向您展示一个简单的动画刷直流电机。通过直流电流通过线圈绕组,我们生成一个电磁铁的两极。这些波兰人与永久磁铁的两极,使转子旋转。注意,每次半转的转子,使转子旋转,我们需要电磁铁的两极翻转,这是由开关线圈绕组中电流的极性。这种转换的阶段称为换向。在刷马达,刷子的整流发生机械接触的转子换向器电动机旋转。由于这种身体接触,刷磨损随着时间的推移,影响电机的性能。
刷克服的缺点刷马达代替机械换向与电子整流驱动。为了更好地理解这一点,让我们看看无刷直流电机结构。
你可以把刷一样的翻转版本刷电机,因为现在的永磁体转子,而线圈绕组定子。有汽车不同的磁铁安排在定子绕组可能有不同的数量和转子可能有多个极对。除了不同的配置,你也可能会遇到类似的结构化汽车永磁同步机、永磁同步电动机。
刷和永磁同步电动机被定义为同步电动机转子永磁体。他们最主要的区别就是他们的反电动势电压的形状。电机作为发电机旋转时。这意味着反电动势电压诱导述,反对电动机的驱动电压。电机的反电势是一个重要的特点是通过观察它的形状,我们可以告诉什么类型的电动机,也规定控制算法的类型,我们需要用它来控制我们的马达。刷一个梯形的形状,通常由梯形控制控制。但永磁同步电动机磁场定向控制的控制,因为他们表现出正弦反电势。有时永磁同步电动机和刷电机在电机控制中交替使用社区对他们的反电动势个人资料可能会导致混乱。但在这个视频系列中,我们将与梯形反电动势是指汽车刷、汽车与正弦永磁同步电动机反电势。
一个简单的方法来观察反电动势的形状是使用模拟。我们可以模拟一个极对刷开路的终端。这意味着没有一个线圈驱动的。但我们可以应用一些扭矩旋转转子所以它就像一台发电机,然后测量电压在一个阶段,这将给我们反电动势的阶段。正如你所看到的这个范围,无刷直流电机的反电势有梯形的形状,包括地区电压持平。这告诉我们我们可以控制这个马达使用直流电压。
接下来,我们将讨论电机的内部运作。为此,我们将使用一个简单的配置,转子仅由一对单极和定子包括三个线圈间隔的120度。可以激励线圈通过电流通过它们,我们称之为阶段,B和c的北极转子与红色显示,而蓝色代表南极。
目前,所有的线圈是精力充沛,转子是静止的。应用电压两个阶段,A和C结合生成一个磁场沿虚线。结果,现在开始旋转转子与定子磁场结盟中看到这个动画。
有六个可能的方式激励线圈对。通过换向两个阶段的时候,我们可以使定子磁场旋转,这将最终导致转子,在动画中所示的位置。转子角测量的水平轴和有六个不同的转子校准,每60度除了对方。这意味着,如果我们可以正确转换阶段每60度,我们可以使电机旋转。这就叫做六减刑或梯形控制。注意,有极对,变换更频繁地发生。正确整流马达在正确的时间与正确的阶段,我们需要知道转子的位置,通常使用霍尔传感器测量。
让我们讨论如何两极相互作用。在这里,箭头表示相对磁力和箭头厚度表示电场强度。这两个同样的两极互相排斥,使转子逆时针转。同时,相反的两极相互吸引,转子继续在同一个方向。一旦它完成旋转60度,下一个换向。让我们也显示我们前面讨论的定子磁场的动画。正如你所看到的,转子的交换发生在这样一种方式从未与定子磁场,但总是追逐。
这里有两个事实可以解释这种行为。首先,当转子和定子磁场完全一致时,电机产生转矩为零。所以我们从来没有让他们对齐。第二,最大扭矩时字段是在90度。所以我们的目标是把这个角接近90度。然而,在刷马达,我们从未与六步变换实现90度,但角度一定范围内波动。这是由于简单的梯形控制的本质。但更间接磁场定向矢量控制等先进技术,通常用于控制永磁同步电动机正如我们之前所讨论的,可以产生更大的转矩,实现90度之间的定子和转子磁场。
六步换向控制阶段,使用三相逆变器将直流电源电流分成三个阶段,在动画所示红色和蓝色。提供积极的电流的一个阶段,在高压侧开关连接到这个阶段需要打开。负电流,低侧开关需要。一个恒定电压转换的三相逆变器保持电动机以恒定速度。但控制电机以不同的速度,我们需要能够调整外加电压。这样做的方法之一是使用PWM。但是我们将更详细地讨论这个在接下来的视频。更多信息刷马达,别忘了看看这个视频下面的链接。
