永磁无刷直流电机一、问题的提出直流电动机虽然具有优良的调速和起动特性，但由于存在电刷和换向器，需要经常性维护，并且会产生火花和电磁干扰，限制了它的应用范围。近年发展起来的无刷直流电动机就是为了克服换向器和电刷的滑动接触而发展起来的新型直流电动机。磁极静止，电枢旋转f=IBla，这个力形成电磁转矩根据左手定则，线圈在这个转矩作用下将按逆时针方向旋转当载流导体转过180度后，借助电刷-换向片改变导体中电流方向7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机永磁无刷直流电动机的原理框图电动机本体逆变器结构正交两相四状态封闭四相四状态转子位置传感器(1)磁敏式位置传感器—霍尔元件外形电路原理开关特性霍尔集成电路(2)电磁式位置传感器7.永磁无刷直流电机一相导通星形三相三状态7.永磁无刷直流电机转子每转过120度，功率管换流一次，定子磁场状态就改变一次，电机有三个磁状态。每个功率管导通120度（1/3周期）。磁场为跳跃式步进磁场。因此，所产生的电磁转矩为脉动转矩。减小转矩脉动的方法是增加一周内的磁状态数，如二相导通六状态。二相导通星形六状态7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机由此绘出一个周期内定子三相绕组在不同时刻三相电流所产生的定子合成磁势与转子永磁磁势之间的关系如图所示。在一个周期内三相定子绕组在空间共产生六个定子合成磁势；转子每转过电角度，定子绕组则换流一次，相应的定子合成磁势就跳变一次。每个定子合成磁势在时间上持续1/6周期（电角度）；在这六个连续跳变的定子合成磁势作用下，转子永磁磁势随转子旋转；尽管定子合成磁势是跳变的，但其平均转速却与转子转速保持同步，亦即在平均意义上与相对静止。从而保证了有效电磁转矩的产生，而且转子转速为同步速。电枢磁势在与转子磁极轴线垂直的电角度范围内变化，亦即使两者之间的夹角在~范围内变化。这样，无论是在开关器件导通过程中还是在换流瞬间，与之间的夹角在平均意义上接近，亦即在平均意义上互相垂直。三相六状态绕组与开关管导通顺序表120°导通型永磁无刷直流电动机逆变器的各种控制方式相应的定子合成磁势的空间矢量为：B.两三导通控制方式(又称为导通型)图10.21无刷直流电动机的定子合成磁势(导通型)7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机2.正、反转控制有刷电机：改变励磁磁场的极性或电枢电压的极性。无刷电机：原理相同，但因功率管的单向导电性，不能靠简单地改变电源电压极性使电机反转，而是通过改变绕组的通电顺序来改变电机转向。二相导通方式传感器信号与功率管开关导通逻辑关系2.无位置传感器控制无位置传感器控制是指无机械式位置传感器，即不在无刷直流电动机的定子上直接安装位置传感器来检测转子位置,而是通过一个检测电路，从硬件和软件两方面来间接获取转子位置信号。检测得到转子位置信号以后的控制方法，与有位置感器控制方法相同。7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机7.永磁无刷直流电机