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1、直流无刷电机原理及应用直流无刷电机原理及应用第1页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机原理及应用直流无刷电机原理及应用无刷电机的原理电机的优缺点电机的实际应用无刷电机的结构第2页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的结构直流无刷电机的结构转动部分转动部分定子：采用星形定子：采用星形连接的三相绕组，连接的三相绕组，用以产生旋转磁用以产生旋转磁场场转子：为永磁体，转子：为永磁体，用以与定子产生用以与定子产生的旋转磁场相互的旋转磁场相互作用作用第3页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的结构直流无刷电机的结构控制部分控制部分霍尔传感器：霍尔传感器：用来测定永磁用来
2、测定永磁体的位置体的位置PWMPWM：由：由PCPC机控机控制的脉冲调制电制的脉冲调制电路路第4页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的工作原理直流无刷电机的工作原理做到无刷做到无刷实现无刷的方法：要想做到无刷就要求定子产生旋转磁场，但还要做到直流驱动。实现无刷的方法：要想做到无刷就要求定子产生旋转磁场，但还要做到直流驱动。因此人们想到使用电力电子中的逆变技术（利用开关管将直流变为交流）而直流无因此人们想到使用电力电子中的逆变技术（利用开关管将直流变为交流）而直流无刷电机即使用全桥逆变技术，将直流电源分六种不同的形式对线圈进行供电，最终刷电机即使用全桥逆变技术，将直流电源分六种不同
3、的形式对线圈进行供电，最终实现六拍控制。实现六拍控制。六种不同的供电方式产生不同方向的磁场六种不同的供电方式产生不同方向的磁场第5页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的工作原理直流无刷电机的工作原理做到无刷做到无刷实现无刷的方法：如下图所示，不同的开关管打开关断控制加在线圈两实现无刷的方法：如下图所示，不同的开关管打开关断控制加在线圈两端电压的方向，即将直流电源转为交流，从而产生六拍磁场。端电压的方向，即将直流电源转为交流，从而产生六拍磁场。利用逆变电路控制线圈两端电压实现六拍磁场利用逆变电路控制线圈两端电压实现六拍磁场第6页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的工作
4、原理直流无刷电机的工作原理做到无刷做到无刷无刷控制的方法：接下来要解决的任务是如何控制开关管导通关断时间进而使所产无刷控制的方法：接下来要解决的任务是如何控制开关管导通关断时间进而使所产生的六拍磁场与转子位置相对应。即先利用霍尔传感器检测转子位置，输出能够反生的六拍磁场与转子位置相对应。即先利用霍尔传感器检测转子位置，输出能够反映转子位置的数字信号（真值表）再导入计算机中与开关管导通关断相对应，最后映转子位置的数字信号（真值表）再导入计算机中与开关管导通关断相对应，最后PWMPWM产生不同宽度的脉冲输出到开关管，进而实现磁场和转子磁极的同步控产生不同宽度的脉冲输出到开关管，进而实现磁场和转子磁
5、极的同步控制。制。霍尔元件检测转子位置霍尔元件检测转子位置第7页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的工作原理直流无刷电机的工作原理做到无刷做到无刷无刷控制的方法：接下来要解决的任务是如何控制开关管导通关断时间进而使所产无刷控制的方法：接下来要解决的任务是如何控制开关管导通关断时间进而使所产生的六拍磁场与转子位置相对应。即先利用霍尔传感器检测转子位置，输出能够反生的六拍磁场与转子位置相对应。即先利用霍尔传感器检测转子位置，输出能够反映转子位置的数字信号（真值表）再导入计算机中与开关管导通关断相对应，最后映转子位置的数字信号（真值表）再导入计算机中与开关管导通关断相对应，最后PWMP
6、WM产生不同宽度的脉冲输出到开关管，进而实现磁场和转子磁极的同步控制。产生不同宽度的脉冲输出到开关管，进而实现磁场和转子磁极的同步控制。霍尔霍尔1霍尔霍尔2霍尔霍尔3A正正A负负B正正B负负C正正C负负101断断通通断断断断通通断断001断断通通通通断断断断断断011断断断断通通断断断断通通010通通断断断断断断断断通通110通通断断断断通通断断断断100断断断断断断通通通通断断检测值与开关管通断真值表检测值与开关管通断真值表第8页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的工作原理直流无刷电机的工作原理做到无刷做到无刷无刷控制的方法：接下来要解决的任务是如何控制开关管导通关断时间进而使
7、无刷控制的方法：接下来要解决的任务是如何控制开关管导通关断时间进而使所产生的六拍磁场与转子位置相对应。即先利用霍尔传感器检测转子位置，输所产生的六拍磁场与转子位置相对应。即先利用霍尔传感器检测转子位置，输出能够反映转子位置的数字信号（真值表）再导入计算机中与开关管导通关断出能够反映转子位置的数字信号（真值表）再导入计算机中与开关管导通关断相对应，最后相对应，最后PWMPWM产生不同宽度的脉冲输出到开关管，进而实现磁场和转子磁极产生不同宽度的脉冲输出到开关管，进而实现磁场和转子磁极的同步控制。的同步控制。反馈控制系统反馈控制系统第9页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的优缺点直流无
8、刷电机的优缺点由于永磁材料贵，电机价由于永磁材料贵，电机价格较贵；过热容易导致永格较贵；过热容易导致永久性失磁；弱磁运行较困久性失磁；弱磁运行较困难；需要转子位置传感器。难；需要转子位置传感器。缺点具有直流电机的控制特性；具有直流电机的控制特性；控制相对简单；电机效率控制相对简单；电机效率高，体积小。高，体积小。优点第10页，共11页，编辑于2022年，星期一直流无刷电机的应用直流无刷电机的应用电动汽车驱动电动汽车驱动电动汽车的发动机是电池供电的，即直流电，还要有直流电机的电动汽车的发动机是电池供电的，即直流电，还要有直流电机的精确调速的特点，而且电动汽车电机一定要具有交流电机的很高精确调速的特点，而且电动汽车电机一定要具有交流电机的很高的稳定性（无电刷），因此直流无刷电机再合适不过了。的稳定性（无电刷），因此直流无刷电机再合适不过了。第11页，共11页，编辑于2022年，星期一