一种新型无刷鼠笼直流电动机
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１
如 图 １所示 ，把 电磁 铁安 放在定 子 上 ，在 转子 的每 个槽 里嵌 放 一根 导 体 ，每根 导 体 都 比铁 心 长 ， 在铁 心 的两 端 用 两 个 端 环 把 所 有 的导 条 短 路 ，形 成一 个类 似 于三 相 异 步 电动 机 的笼 型 绕 组 。这 就 是无 刷笼 型 直流 电 机 的基 本 结 构 。下 面 以一 个 简 单 的三对 定子 绕组 摆 放 方式 （ 当然 ，还 有 其 它 的方
１ ２ 导体 电势 ． 剖 电流从 Ａ １经 Ａ 、Ｂ ２ ２从 Ｂ ｌ出到 电流 从 Ａ１经
收 稿 日期 ：２ ０ －６０ ０ ６０ － ５
・－－— —
在 求导 体 中 的 感 应 电势 时 ，显 然 可 以看 成 磁 场 不 动而转 子 以 ∞朝 相 反 的方 向旋 转 。根 据 电磁 定 律知 道 ，导体 所产 生 的感 应 电势为 ： Ｅ＝ ／ （ ） Ｂｖ ３ 或 Ｅ＝Ｂ ｖｉＯ ／ｓ （ ） ｎ ４
式中，为导体运动的速度（ ／） — ｓ； ｎ Ｂ为磁感应强度（ ）ｆ Ｔ； 为导体长度（ ） ｍ； 为磁感应强度与 ｚ 所成的夹角。 电动势 Ｅ 的 方 向 按 右 手 定 则 判 断 。又 知线 速 度 为
１ 工作 原 理
新 型无 刷笼 型直 流 电动机 工作原 理如 下 。
１ １ 旋转磁 场 的产 生 【 ． ｌ
Ａ 、Ｃ ２ ２从 ｃ １出经历 的时间设为 ｎ ，而磁场 方 向旋 转 了 ６ 。如 上 所 述 。磁 场 旋 转 一 周 要经 历 时 间 ０度 乃 、 、 、 且 通 过 外 电路 的 控 制 使 ｎ 、 乃 、 、 、 相 等 ，每 个 时 间 段 磁 场 旋 转
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微 电机
２０ ０ ７年
第４ ｏ卷
第 ３期 （ 总第 １９期） ５
中 图分 类 号 ：Ｔ ６ Ｍ３ １
文 献标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０ －８ ８ ２ ０ ｌ ３０ ８ － ０ １ ４ （ ０７ ０ －０４０ ６ ２
一
种 新 型 无 刷 鼠 笼 直 流 电动 机
Ｎｅ Ｔｙ ｆＢｒ ｓ ｅ ｓ Ｓ ｗ ｐｅ ｏ ｕ ｈｌｓ ｑｕｉｅｌｃ ｇｅ ＤＣ ｏ ｏ ｒ ｌ－ａ Ｍ ｔｒ Ｕ ＮＧ Ｙｕ
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凌 禹
（ 中国矿 业大学 信 电学院 ，徐 州 ２ １０ ） １０ ８
摘
要 ：给 出一种 既具 有直 流 电机 调 速 性 能好 又 具 有 鼠笼异 步 电机 结 构 简 单 、维护 方 便 的一种
新型电机的雏形 ，并对其工作原理及控制 回路进行 了初步探讨。 关键词 ：无刷直流电动机；笼型转子 ；单片机；控制 回路
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磁 场转速 为 ：１ ＝ ０ Ｔ ｒｍｎ 用角速度表示 为 ： ７ ６／ （／ ｉ） ， 。
１ 一
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。
式 ，比如 ６对定子绕组 ） 为例 ，说 明其工作原理 ， 如图 １ 所示 三 对定子 绕组 平分 定子 空 间。定子 线 圈 连接 成 Ｙ型 ，并 引 出 ３根 导线 供 输入 电流 的控 制 。 当电流从 Ａ 经 Ａ 、Ｂ １ ２ ２到 Ｂ ，便使 Ａ １ １为北极 ， Ａ ２为南 极 ，Ｂ ２为 北 极 ，Ｂ １为南 极 。复 合 定 子 的 磁场 指 向东南 。然后 电 流依 然从 Ａ １进 入 ，但 流经 Ａ 、Ｃ ，从 ｃ ２ ２ １出来 。现在 Ａ １仍是 北极 ，Ａ ２仍是 南极 ，ｃ ２变成 北极 ，ｃ 变 成 南极 ，相应 的复合 磁 １ 场方 向指 向西 南 。它顺 时针 旋 转 了 ６ ０度 。改变 电 流从 Ｂ １进入从 Ｃ １出 。然 后再从 Ａ１出 。再 改 变 电 流 ，从 ｃ 进 入 ，从 Ａ １ １出 ，然后 Ｂ １出 ，以此 类推 便形 成顺 时针 旋转 的磁 场 ，如 图 ２所示 。
１
如 图 １所示 ，把 电磁 铁安 放在定 子 上 ，在 转子 的每 个槽 里嵌 放 一根 导 体 ，每根 导 体 都 比铁 心 长 ， 在铁 心 的两 端 用 两 个 端 环 把 所 有 的导 条 短 路 ，形 成一 个类 似 于三 相 异 步 电动 机 的笼 型 绕 组 。这 就 是无 刷笼 型 直流 电 机 的基 本 结 构 。下 面 以一 个 简 单 的三对 定子 绕组 摆 放 方式 （ 当然 ，还 有 其 它 的方
１ ２ 导体 电势 ． 剖 电流从 Ａ １经 Ａ 、Ｂ ２ ２从 Ｂ ｌ出到 电流 从 Ａ１经
收 稿 日期 ：２ ０ －６０ ０ ６０ － ５
・－－— —
在 求导 体 中 的 感 应 电势 时 ，显 然 可 以看 成 磁 场 不 动而转 子 以 ∞朝 相 反 的方 向旋 转 。根 据 电磁 定 律知 道 ，导体 所产 生 的感 应 电势为 ： Ｅ＝ ／ （ ） Ｂｖ ３ 或 Ｅ＝Ｂ ｖｉＯ ／ｓ （ ） ｎ ４
式中，为导体运动的速度（ ／） — ｓ； ｎ Ｂ为磁感应强度（ ）ｆ Ｔ； 为导体长度（ ） ｍ； 为磁感应强度与 ｚ 所成的夹角。 电动势 Ｅ 的 方 向 按 右 手 定 则 判 断 。又 知线 速 度 为
１ 工作 原 理
新 型无 刷笼 型直 流 电动机 工作原 理如 下 。
１ １ 旋转磁 场 的产 生 【 ． ｌ
Ａ 、Ｃ ２ ２从 ｃ １出经历 的时间设为 ｎ ，而磁场 方 向旋 转 了 ６ 。如 上 所 述 。磁 场 旋 转 一 周 要经 历 时 间 ０度 乃 、 、 、 且 通 过 外 电路 的 控 制 使 ｎ 、 乃 、 、 、 相 等 ，每 个 时 间 段 磁 场 旋 转
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微 电机
２０ ０ ７年
第４ ｏ卷
第 ３期 （ 总第 １９期） ５
中 图分 类 号 ：Ｔ ６ Ｍ３ １
文 献标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０ －８ ８ ２ ０ ｌ ３０ ８ － ０ １ ４ （ ０７ ０ －０４０ ６ ２
一
种 新 型 无 刷 鼠 笼 直 流 电动 机
Ｎｅ Ｔｙ ｆＢｒ ｓ ｅ ｓ Ｓ ｗ ｐｅ ｏ ｕ ｈｌｓ ｑｕｉｅｌｃ ｇｅ ＤＣ ｏ ｏ ｒ ｌ－ａ Ｍ ｔｒ Ｕ ＮＧ Ｙｕ
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（ 中国矿 业大学 信 电学院 ，徐 州 ２ １０ ） １０ ８
摘
要 ：给 出一种 既具 有直 流 电机 调 速 性 能好 又 具 有 鼠笼异 步 电机 结 构 简 单 、维护 方 便 的一种
新型电机的雏形 ，并对其工作原理及控制 回路进行 了初步探讨。 关键词 ：无刷直流电动机；笼型转子 ；单片机；控制 回路
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６度。 ０ 磁场旋转周期为Ｔ ６１ 频率为 ＝ Ｔ， ＝ 则 专，
』
磁 场转速 为 ：１ ＝ ０ Ｔ ｒｍｎ 用角速度表示 为 ： ７ ６／ （／ ｉ） ， 。
１ 一
∞ 。＝ห้องสมุดไป่ตู้—
ＺＩ 电弧度／ ） ．（ ， Ｉ 秒
（） １ （） ２
戥 。 Ｌ 或 ∞ ： ６ ￣ 电角 度／ ） ３０ ． 秒 Ｌ 电用 厦／ 秒
。
式 ，比如 ６对定子绕组 ） 为例 ，说 明其工作原理 ， 如图 １ 所示 三 对定子 绕组 平分 定子 空 间。定子 线 圈 连接 成 Ｙ型 ，并 引 出 ３根 导线 供 输入 电流 的控 制 。 当电流从 Ａ 经 Ａ 、Ｂ １ ２ ２到 Ｂ ，便使 Ａ １ １为北极 ， Ａ ２为南 极 ，Ｂ ２为 北 极 ，Ｂ １为南 极 。复 合 定 子 的 磁场 指 向东南 。然后 电 流依 然从 Ａ １进 入 ，但 流经 Ａ 、Ｃ ，从 ｃ ２ ２ １出来 。现在 Ａ １仍是 北极 ，Ａ ２仍是 南极 ，ｃ ２变成 北极 ，ｃ 变 成 南极 ，相应 的复合 磁 １ 场方 向指 向西 南 。它顺 时针 旋 转 了 ６ ０度 。改变 电 流从 Ｂ １进入从 Ｃ １出 。然 后再从 Ａ１出 。再 改 变 电 流 ，从 ｃ 进 入 ，从 Ａ １ １出 ，然后 Ｂ １出 ，以此 类推 便形 成顺 时针 旋转 的磁 场 ，如 图 ２所示 。