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無刷直流電機工作原理

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無刷直流電機工作原理

發布日期:2018-10-22 作者: 點擊:

無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成,是一種典型的機電一體化
無刷直流電機實物圖 [1]
産品。 電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法,同三相異步電動機十分相似。電動機的轉子上粘有已充磁的永磁體 ,為了檢測電動機轉子的極性,在電動機内裝有位置傳感器。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成,其功能是:接受電動機的啟動、停止、制動信号,以控制電動機的啟動、停止和制動;接受位置傳感器信号和正反轉信号,用來控制逆變橋各功率管的通斷,産生連續轉矩;接受速度指令和速度反饋信号,用來控制和調整轉速;提供保護和顯示等等。
直流電機具有響應快速、較大的起動轉矩、從零轉速至額定轉速具備可提供額定轉矩的性能,但直流電機的優點也正是它的缺點,因為直流電機要産生額定負載下恒定轉矩的性能,則電樞磁場與轉子磁場須恒維持90°,這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在電機轉動時會産生火花、碳粉因此除了會造成組件損壞之外,使用場合也受到限制。交流電機沒有碳刷及整流子,免維護、堅固、應用廣,但特性上若要達到相當于直流電機的性能須用複雜控制技術才能達到。現今半導體發展迅速功率組件切換頻率加快許多,提升驅動電機的性能。微處理機速度亦越來越快,可實現将交流電機控制置于一旋轉的兩軸直角坐标系統中,适當控制交流電機在兩軸電流分量,達到類似直流電機控制并有與直流電機相當的性能。
此外已有很多微處理機将控制電機必需的功能做在芯片中,而且體積越來越小;像模拟/數字轉換器(analog-to-digital converter,adc)、脈沖寬度調制(pulse wide modulator,pwm)…等。直流無刷電機即是以電子方式控制交流電機換相,得到類似直流電機特性又沒有直流電機機構上缺失的一種應用。


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