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无刷直流电机的根本作业原理

[发布时间:2023-10-20 02:41:26] 来源: 直流无刷电机 阅读:1 次

  无刷直流电机,英语缩写为BLDC(Brushless Direct Current Motor)。电机的定子是线圈,或许叫绕组。转子是永磁体,便是磁铁 。依据转子的方位,运用单片机来操控每个线圈的通电,使线圈发生的磁场改变,然后不断在前面蛊惑转子让转子滚动,这便是无刷直流电机的滚动原理。下面深化一下。

  首要先从最根本的线圈说起。如下图。能够将线圈了解成长得像绷簧相同的东西。依据初中学过的右手螺旋规律可知,当电流从该线圈的上到下流过的时分,线圈上面的极性为N,下面的极性为S。

  现在再弄一根这样的线圈。然后耍弄一下方位。这样假如电流经过的话,就能像有两个电磁铁相同。

  无刷直流电机之所以既只用直流电,又不用电刷,是由于外部有个电路来专门操控它各线圈的通电。这个电流换向电路最主要的部件是FET(场效应晶体管,Field-EffectTransitor)。能够把FET看作是开关。下图将FET标为AT(A相Top),AB(A相Bottom),BT,BB,CT,CB。FET的“开合”是由单片机操控的。

  霍尔传感器经过霍尔效应(Hall Effect),能检测出磁场强度的改变。依据高中物理所学的左手定则(用来判别带电导体在磁场中的受力方向),在霍尔传感器地点的回路中,磁场使带电粒子的运动发生偏转,带电粒子“撞到”霍尔传感器的两头,发生电位差。这时就能够用电压计接到霍尔传感器的两头,检测出这种电压改变,然后检测出磁场强度的改变,原理如下图所示。

  尽管在这里刺进这么个小常识有点怪,但我依旧是觉得有必要的,由于我觉得其时学的时分不太好了解。在这里合作霍尔传感器的实例说或许好懂一点。机械视点便是电动机转子实践转过的视点。电气视点和机械视点的联系与转子的极对数有关。

  由于实践上线圈生成的磁场要招引的是转子的磁极。所以关于电机的滚动操控来说,咱们只关怀电气视点就好。

  线圈两头的电压越大,经过线圈的电流越大,生成磁场越强,转子滚动得就越快。由于接的电源是直流的,所以咱们一般用PWM(PulseWidthModulation,脉冲宽度调制)来操控线圈两头电压的巨细。PWM的简略原理如下。

  所以给无刷直流电机通电的时分,用单片机发生的PWM不断地操控FET的开合,能使线圈重复处于通电断电,通电断电的状况。通电时刻长(Duty大),线圈两头的等效电压就大,发生的磁场强度就强,转子滚动就快;通电时刻短(Duty小),线圈两头的等效电压就小,发生的磁场强度就弱,转子滚动就慢。

  PWM波形接到FET的Gate(门极)上,操控FET的开合。假定Gate上的电压为高时,FET闭合导通;Gate上的电压为低时,FET断开不通电。

  并且同一相上的上下两个FET须由反相的PWM波形操控,以避免上下两个FET一起导通,形成电流不经过电机而上下相同,形成短路。

  ·线圈绕组电流的换向次序。电流的换向次序决议了由线圈发生的磁场的旋转方向,然后决议了转子的滚动方向

  ·霍尔传感器或其它手法来估量永磁体转子所在的方位,用于决议电流何时换向

  ·运用单片机发生的PWM波形来操控电机绕组的通电时刻,来操控转子滚动的速度

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