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永磁无刷直流电机

永磁无刷直流电机

永磁无刷直流电机

一、永磁无刷直流电机的发展趋势:  
       自八十年代 以来,控制技术尤其是控制理论 (策略)发展十分迅猛,一些先进 的控制策略/方法 (如滑模控制、变结构控制、模糊控制 、专家控制等)正被尝试着引入永磁无刷电动机控制器中 ,这为推动高性能BLD叫 向智能化、柔性化、全数字化方向发晨开辟了新道路。加上人类社会不断的进步,人们保护生存环境意识不断增强,选用高性能 BLD 会成为电机产业发展的一种必然趋势.而且它将会在电动汽车、家用电器及 FA (工厂 自动化)等小电机行业 中获得更广泛的应用。

二、永磁无刷直流电机的工作原理:

  永磁无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。

  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。电动机的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   主电路是一个典型的电压型交-直-交电路,逆变器提供等幅等频5-26KHZ调制波的对称交变矩形波。
  
       永磁体N-S交替交换,使位置传感器产生相位差120°的U、V、W方波,结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号:101、100、110、010、011、001,通过逻辑组件处理产生T1-T4导通、T1-T6导通、T3-T6导通、T3-T2导通、T5-T2导通、T5-T4导通,也就是说将直流母线电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,这样转子每转过一对N-S极,T1-T6功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。每种状态下,仅有两相绕组通电,依次改变一种状态,定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60°电角度,转子跟随定子磁场转动相当于60°电角度空间位置,转子在新位置上,使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码,新的编码又改变了功率管的导通组合,使定子绕组产生的磁场轴再前进60°电角度,如此循环,永磁直流电机将产生连续转矩,拖动负载作连续旋转。正因为永磁直流电机的换向是自身产生的,而不是由逆变器强制换向的,所以也称作自控式同步电动机。

三、永磁无刷直流电机的选型:
  
    (1)类型的选择:   
       宜优先选用效率高、价格便宜、温升低的铁氧体永磁直流电动机。只有当对性能要求严格、体积小、环境温度较高时才考虑选用铝镍钴永磁直流电动机或稀土永磁直流电动机。

   

    (2)规格选择:   
      往往由于实际生产的产品规格不多,给选用产品增加困难。在选择产品规格时可考虑:在电源电压可调的场合,可按实际需要选择转矩、转速与产品相应的额定值接近的规格,通过改变电压得到所需     转速;在电源电压固定的场合,如果没有适当规格的产品可供选用时,可先按转矩选择适当规格,而产品的电压与转速之间可作适当调整。
  
    (3)合理选择电动机的功率:   
      电动机输出的最大功率是有限度的,如果电动机的功率选择过小,负载超过了电动机的额定输出功率就会发生电动机过载,过载时会出现电动机发热、振动、转速下降、声音异常等现象      ,严重过载时,将会烧毁电动机。而功率过大,则会造成经济浪费。因此合理选择电动机的功率是很重要的。

四、永磁无刷直流电机的注意事项:

   (1)如果产品没有特别说明,一般情况下(例如铝镍钴永磁直流电动机或铁氧体永磁直流电动机)永磁直流电动机都不允许在额定电压下反接制动运行,否则会造成永磁体退磁;如确有必要作这种方式运行时,要加限流     电阻,以限制电流过大。

   (2)按以下步骤对电机好坏进行初步的检查:   
     首先检查电机的外观:应无划痕、碰伤和涂镀层脱落;然后转动转轴,应能灵活转动,无明显的卡壳现象。检查电动机的接线是否牢固,并通电运行。电动机在旋转的       过程中应不存在着摩擦,其中最突出的是轴承摩擦。轴承磨损后会发出不正常声音,出现局部过热温升现象。

   (3)更换电刷时,要清理周围的电炭粉尘,并用酒精、汽油清洗换向器,换用新电刷时,要注意先进行空载磨合。

   (4)注意电动机因电流过大、温度变化及拆装时磁路开路而引起的永磁体退磁,尤其对于铝镍钴永磁电动机,拆装时要对永磁磁路进行磁短路保护,否则退磁后要另外充磁。

 

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