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无刷无齿直流电机的原理还有无齿怎么调速好像

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  展开全部无刷直流电机其实不是真正意义上的直流电机,准确地说是伺服电机的一种。无刷直流电机又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统”,是将交流电源整流后变成直流,再由逆变器转换成频率可调的交流电,此处逆变器是工作在直流斩波方式。无刷直流电机由同步电动机和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。

  驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。

  在无刷直流电机中,借助反映主转子位置的位置传感器的输出信号,通过电子换相线路去驱动与电枢绕组连接的相应的功率开关器件,使电枢绕组依次馈电,从而在定子上产生跳跃式的旋转磁场,驱动永磁转子旋转。随着转子的转动,位置传感器不断地送出信号,以改变电枢绕组的通电状态,使得在某一磁极下导体中的电流方向始终保持不变,这就是无刷直流电机的玩接触式换相过程。无刷直流电机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置,所以不论转子的起始位置处在何处,电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩,因此转子上不需另设启动绕组。无刷直流电机克服了有刷直流电机的先天性缺陷,以电子换向器取代了机械换向器,所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点,又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。

  无刷直流电机其实不是真正意义上的直流电机,准确地说是伺服电机的一种。无刷直流电机又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统”,是将交流电源整流后变成直流,再由逆变器转换成频率可调的交流电,此处逆变器是工作在直流斩波方式。无刷直流电机由同步电动机和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。在无刷直流电机中,借助反映主转子位置的位置传感器的输出信号,通过电子换相线路去驱动与电枢绕组连接的相应的功率开关器件,使电枢绕组依次馈电,从而在定子上产生跳跃式的旋转磁场,日羽电机厂驱动永磁转子旋转。随着转子的转动,位置传感器不断地送出信号,以改变电枢绕组的通电状态,使得在某一磁极下导体中的电流方向始终保持不变,这就是无刷直流电机的玩接触式换相过程。无刷直流电机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置,所以不论转子的起始位置处在何处,电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩,因此转子上不需另设启动绕组。无刷直流电机克服了有刷直流电机的先天性缺陷,以电子换向器取代了机械换向器,所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点,又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。

  要让电机转动起来,首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置,然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器 (inverter)中功率晶体管的顺序,如 下(图二) inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管),使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆 向)旋转磁场,并与转子的磁铁相互作用,如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时,控制部又再开 启下一组功率晶体管,日羽电机厂如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管);要电机转子反向则功 率晶体管开启顺序相反。 基本上功率晶体管的开法可举例如下: AH、BL一组→AH、CL一组→BH、CL一组→BH、AL一组→CH、AL一组→CH、BL一组 但绝不能开成AH、AL或BH、BL或CH、CL。日羽电机厂此外因为电子零件总有开关的响应时间,所以功率晶体管在关与开的交错时间要将零件的响应时间考虑进去,否则当上臂(或下臂)尚未完全关闭,下臂(或上臂)就已开启,结果就造成上、下臂短路而使功率晶体管烧毁。

  图二 当电机转动起来,控制部会再根据驱动器设定的速度及加/减速率所组成的命令 (Command)与hall-sensor信号变化的速度加以比对(或由软件运算)再来决定由下一组(AH、BL或AH、CL或BH、CL或……)开关 导通,以及导通时间长短。速度不够则开长,速度过头则减短,此部份工作就由PWM来完成。PWM是决定电机转速快或慢的方式,如何产生这样的PWM才是要 达到较精准速度控制的核心。高转速的速度控制必须考虑到系统的CLOCK 分辨率是否足以掌握处理软件指令的时间,另外对于hall-sensor信号变化的资料存取方式也影响到处理器效能与判定正确性、实时性。至于低转速的速 度控制尤其是低速起动则因为回传的hall-sensor信号变化变得更慢,怎样撷取信号方式、处理时机以及根据电机特性适当配置控制参数值就显得非常重 要。或者速度回传改变以encoder变化为参考,使信号分辨率增加以期得到更佳的控制。电机能够运转顺畅而且响应良好,P.I.D.控制的恰当与否也无 法忽视。之前提到直流无刷电机是闭回路控制,因此回授信号就等于是告诉控制部现在电机转速距离目标速度还差多少,这就是误差(Error)。知道了误差自 然就要补偿,方式有传统的工程控制如P.I.D.控制。但控制的状态及环境其实是复杂多变的,若要控制的坚固耐用则要考虑的因素恐怕不是传统的工程控制能 完全掌握,所以模糊控制、专家系统及神经网络也将被纳入成为智能型P.I.D.控制的重要理论。

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