直流无刷电机本体设计解读

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步进电机和直流无刷电机内部结构

步进电机和直流无刷电机是常见的两种电机类型，它们在内部结构上有一些区别。

1. 步进电机的内部结构：

步进电机由定子、转子、磁路和绕组等组成。定子通常是由磁铁或电磁铁制成，用于产生磁场。转子通常是由带有磁性材料的齿轮或磁铁制成，围绕着定子旋转。步进电机中的绕组被连到外部的电源，从而使电机产生磁场并实现旋转。步进电机的转子以步进的方式运动，每次接收一个控制信号就会迈进一个固定的角度。

2. 直流无刷电机的内部结构：

直流无刷电机由永磁体、定子、转子和电子元件等组成。永磁体通常由强磁性材料制成，用于产生磁场。定子是包含绕组的部分，它的绕组被连接到外部电源，使电机产生磁场。转子通常由带有磁性材料的永磁体制成，并通过与定子磁场的相互作用来旋转。直流无刷电机的电子元件负责控制定子绕组的电流，以实现转子的旋转控制。

总的来说，步进电机是一种根据控制信号进行精确步进运动的电机，而直流无刷电机则通过电子元件控制定子电流，实现平滑的旋转运动。这两种电机在不同的应用场景中有着各自的优势和特点。

BLDC电动机本体设计及控制原理(详细版)

一、引言

直流无刷电动机（Brushless DC Motor，BLDC）是近年来研究与应用领域日益

扩大的电机类型。它具有高效率、高转矩、低噪音、长使用寿命等优点，广泛应用于电动汽车、航空航天、家用电器、微型机器人等领域。本文主要论述BLDC电动机本体设计及控制原理。

二、BLDC电动机结构及工作原理

BLDC电动机主要由转子、定子、传感器、电路控制系统等部分组成。

1. 转子

转子是BLDC电动机的核心部分，主要由磁铁和轴组成。磁铁通常采用强磁性

永磁体，由于磁阻较小、磁延迟性小，因此稳定性好，容易控制。轴材料通常为钢铁材料，既满足强度要求，又具备较高的刚度。转子采用永磁体的励磁方式，可以降低电机的故障率。

2. 定子

定子是BLDC电动机的外部部分，主要由铁芯和绕组组成。定子铁芯通常由硅

钢片穿插叠压而成，目的是避免铁芯中涡流的损耗。绕组则由若干个线圈组成，其数量与定子极数有关。

3. 传感器

传感器主要包括霍尔元件和编码器。霍尔元件主要用于检测转子磁极位置，编

码器用于检测转子具体位置。这些传感器输出的信号可以通过控制器计算得到电机的精确位置和转速。

4. 电路控制系统

电路控制系统主要由驱动电路和控制器组成。由于BLDC电机是三相交流电机，因此需要采用三相桥式电路进行驱动。这种电路可以通过PWM技术实现精确的电

机控制。

BLDC电动机的工作原理是依靠磁场作用产生电动力矩，具体而言，是依靠定

子电流的旋转磁场作用与永磁体产生相互作用力而产生电动力矩的。BLDC电机通

无刷直流电动机控制系统设计

无刷直流电动机控制系统设计方案

第1章概述 (1)

1.1 无刷直流电动机的发展概况 (1)

1.2 无刷直流永磁电动机和有刷直流永磁电动机的比较 (2)

1.3 无刷直流电动机的结构及基本工作原理 (3)

1.4 无刷直流电动机的运行特性 (6)

1.4.1 机械特性 (6)

1.4.2 调节特性 (6)

1.4.3 工作特性 (7)

1.5 无刷直流电动机的使用和研究动向 (8)

第2章无刷直流电动机控制系统设计方案 (10)

2.1 无刷直流电动机系统的组成 (10)

2.2 无刷直流电动机控制系统设计方案 (12)

2.2.1 设计方案比较 (12)

2.2.2 无刷直流电动机控制系统组成框图 (13)

第3章无刷直流电动机硬件设计 (15)

3.1 逆变主电路设计 (15)

3.1.1 功率开关主电路图 (15)

3.1.2 逆变开关元件选择和计算 (15)

3.2 逆变开关管驱动电路设计 (17)

3.2.1 IR2110功能介绍 (17)

3.2.2 自举电路原理 (19)

3.3 单片机的选择 (20)

3.3.1 PIC单片机特点 (20)

3.3.2 PIC16F72单片机管脚排列及功能定义 (22)

3.3.3 PIC16F72单片机的功能特性 (22)

3.3.4 PWM信号在PIC单片机中的处理 (23)

3.3.5 时钟电路 (23)

3.3.6 复位电路 (24)

3.4 人机接口电路 (24)

3.4.1 转把和刹车 (24)

3.4.2 显示电路 (25)

3.5 门阵列可编程器件GAL16V8 (27)

3.5.1 GAL16V8图及引脚功能 (27)

(word完整版)三相无刷直流电机系统结构及工作原理

三相无刷直流电机系统结构及工作原理

2.1电机的分类

电机按工作电源种类可分为：

1.直流电机:

（1)有刷直流电机：

①永磁直流电机：

·稀土永磁直流电动机;

·铁氧体永磁直流电动机；

·铝镍钴永磁直流电动机;

②电磁直流电机:

·串励直流电动机；

·并励直流电动机;

·他励直流电动机；

·复励直流电动机；

（2)无刷直流电机：

稀土永磁无刷直流电机；

2.交流电机：

（1）单相电动机；

（2)三相电动机.

2.2 无刷直流电机特点

·电压种类多：直流供电交流高低电压均不受限制。

·容量范围大:标准品可达400Kw更大容量可以订制.

·低频转矩大：低速可以达到理论转矩输出启动转矩可以达到两倍或更高.

·高精度运转：不超过1 rpm。（不受电压变动或负载变动影响).

·高效率：所有调速装置中效率最高比传统直流电机高出5～30%。

·调速范围：简易型/通用型（1：10）高精度型(1：100）伺服型。

·过载容量高：负载转矩变动在200％以内输出转速不变。

·体积弹性大：实际比异步电机尺寸小可以做成各种形状.

·可设计成外转子电机(定子旋转）。

·转速弹性大：可以几十转到十万转。

·制动特性良好可以选用四象限运转。

·可设计成全密闭型IP-54IP-65防爆型等均可。

·允许高频度快速启动电机不发烫。

·通用型产品安装尺寸与一般异步电机相同易于技术改造.

2.3 无刷直流电机的组成

直流无刷电动机的结构如图2.1所示。它主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。电动机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼型绕组和其他起动装置.其

定子绕组一般制成多相（三相、四相、无相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4，…)组成.

无刷直流电机设计

我国无刷直流电动机的研制工作开始于七十年代初期，主要是为我国自行研制的军事装置和宇航技术发展而配套。由于数量少，由某些科研单位试制就能满足要求。经过二十多年的发展，虽然在新产品开发方面缩短了与国际先进水平的差距，但由于无刷直流电动机是集电动机、微电子、电力电子、控制、计算机等技术于一身的高科技产品，受到我国基础工业落后的制约，因此无论产量、质量、品种及应用于国际先进水平有着较大的差距，目前国内的研制单位虽不少，但形成一定批量的单位却屈指可数，而且其中绝大部分属于低档的无刷电机，产品的市场竞争力不强。
1 绪论
1.1 研究背景
一个多世纪以来，电机作为电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。电机的主要类型有同步电机、异步电机与直流电机三种。直流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，因此被广泛应用于各种调速系统中，但传统的有刷直流电机均以机械换相方法进行换相，存在相对的机械摩擦，因此带来噪声、火花、无线电干扰及寿命等致命弱点，从而大大地限制了它的应用范围。而相比有刷直流电机，无刷直流电机的结构是以电力电子电路取代传统有刷直流电机的电刷，故其既具有有刷直流电机运行效率高、运行性能好等优点，又具有交流电机运行结构简单、运行可靠、维护方便等优点。目前，随着半导体技术的快速进步与永磁材料的新发现，高性能、低成本的永磁无刷直流电机已成为调速领域的领军力量，它具有巨大的开发潜质和广阔的应用前景。

（毕业论文）永磁无刷直流电机论文

小功率永磁无刷直流电动机的设计和仿真研究

摘要

永磁无刷直流电动机是把电机、电子和稀土材料的高新技术产品发展紧密的结合在一起的新型电机，它具有单位体积转矩高、重量轻、转矩惯量小、控制简单、能耗少和调速性能好等优点，因而在航天航空、数控机床、机器人、汽车、计算机外围设备、军事等领域及家用电器等方面都获得了广泛的应用。因此，设计性能优异的永磁无刷直流电机具有重要的理论意义和应用价值。本论文系统的研究了35w小功率永磁无刷直流电机的本体设计，包括设计方法、有限元分析、性能计算、软件仿真等。本文主要的研究内容如下：

1、综述了永磁无刷直流电机的研究现状、存在问题和发展前景，分析了永磁无刷直流电机的基本理论。

2、建立永磁无刷直流电机的数学模型，先利用解析法对该电机进行电磁设计，然后利用有限元法对电机进行优化。

3、基于星形连接三相三状态的控制电路，利用Infolytic公司的MagNet电磁场分析软件建立了永磁无刷直流电机的有限元分析模型，仿真分析其静态气隙磁场分布及动态带负载时的电机特性。并将软件仿真所得结果与设计计算结果进行比较分析，验证了设计方法的正确性。

关键词：电机设计，无刷直流电动机，有限元分析，稳态特性

第一章绪论

1．1永磁无刷直流电动机的发展状况

永磁无刷直流电动机是一种新型的电动机，其应用广泛，相关技术仍然在不断的发展中，该类电动机的发展充分体现了现代电动机理论、电力电子技术和永磁材料的发展过程。其中，永磁材料、大功率开关器件、高性能微处理器等的快速发展对永磁无刷直流电动机的进步功不可没。

直流无刷培训资料

直流无刷培训资料xx年xx月xx日

contents •无刷直流电机工作原理•无刷直流电机控制器•无刷直流电机应用•无刷直流电机发展趋势•无刷直流电机系统设计

无刷直流电机工作原理

无刷直流电机（BLDC）是一种采用电子换向装置代替机械换向装置的直流电机。

无刷直流电机具有高效率、高可靠性、易于维护等特点，被广泛应用于各种工业和商业场合。

定义和特点

无刷直流电机由电机本体、电子换向器和控制系统三部分组成。

电机本体采用永磁体和电磁铁相互作用产生转矩，电子换向器根据转子位置控制电磁铁的通电状态，实现电机的换向和旋转。

工作原理概述

与有刷电机的区别

无刷电机采用电子换向装置，无需更换碳刷，维护方便且成

本较低。有刷电机调速性能较差，而无刷电机可以通过控制器实现宽

范围、高精度的调速。有刷电机采用机械换向装置，

需要定期更换碳刷，维护成本

较高。

02无刷直流电机控制器

功率电路

有感/无感控制，驱动电路选择

控制器类型

BLDC（无刷直流）电机控制器

控制芯片

MCU/DSP控制芯片的应用与选

择

控制器硬件设计

控制算法编码器接口通讯接口

光电编码器，霍尔传感器接口CAN通讯，UART通讯，I2C通讯

控制器软件设计

02 01

PID控制，PWM调制方

式，磁场定向控制

常见故障与排除

检查散热设计，确认散热器件是否正常工作

控制器过热

电机振动

无法启动

控制器异常

检查电机安装是否牢固，电机转速是否正常

检查电源是否正常，电机是否被锁定，编码器信号是否正常

检查控制器的输入电压，电流和温度等参数是否正常

03无刷直流电机应用

无刷直流电机在空调中作为风扇驱动，具有噪音小、效率高的特点，可实现智

无刷直流电机控制系统设计

随着技术的不断发展，无刷直流电机（BLDC）在许多领域的应用越来越广泛。相比有刷直流电机，无刷直流电机具有更高的效率和更长的使用寿命。因此，设计一种高效、稳定、可靠的无刷直流电机控制系统至关重要。本文将介绍无刷直流电机控制系统的设计思路和实现方法。

关键词：无刷直流电机、控制系统、系统架构、电路设计、软件设计。无刷直流电机控制系统主要由电机、驱动器、传感器和控制器等组成。电机是系统的核心，其性能直接影响整个系统的表现。驱动器的作用是驱动电机运转，同时需要满足系统的动态性能和稳定性要求。传感器主要用于反馈电机的位置和速度信息，以便控制器可以精确地控制电机。控制器是无刷直流电机控制系统的核心，它负责处理传感器反馈的信息，并输出控制信号来控制电机的运转。

系统架构方面，无刷直流电机控制系统可以采用基于数字信号处理（DSP）或微控制单元（MCU）的方案。数字信号处理（DSP）具有运算能力强、速度快的优点，但价格较高。微控制单元（MCU）具有价格低、易于编程的优势，但运算能力较弱。在电路设计方面，主要需要考虑功率电路、控制电路和传感器的接口。功率电路需要满足电机

的功率需求，同时需要考虑到过流、过压等保护措施。控制电路需要实现控制算法的硬件实现，同时需要提供必要的接口与上位控制器进行通信。传感器的接口需要满足不同传感器的数据采集需求，并需要处理好信号的同步和传输问题。

在软件设计方面，无刷直流电机控制系统需要实现控制算法的软件实现。一般而言，控制算法可以采用PID（比例-积分-微分）控制算法或模糊控制算法等。PID控制算法是一种线性控制算法，通过调整比例、积分和微分三个参数，可以实现对电机的精确控制。模糊控制算法则是一种非线性控制算法，它通过模糊逻辑和规则实现对电机的控制，具有适应性强、鲁棒性好的优点。

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计

学号：1008421057

本科毕业论文（设计）

(2014届)

直流无刷电机控制系统的设计

院系电子信息工程学院

专业电子信息工程

姓名胡杰

指导教师陆俊峰陈兵兵

高工助教

2014年4月

摘要

无刷直流电机的基础是有刷直流电机，无刷直流电机是在其基础上发展起来的。现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。

自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。

本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。

关键词：控制系统；DSPIC30F2010芯片；无刷直流电机

Abstract

Brushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention.

基于DSP28035的高速永磁无刷直流电机驱动系统硬件设计

系统硬件设计

图3.1为该系统硬件总体框图，整个系统由功率驱动电路、调理与保护电路、DSP控制电路及无刷直流电机本体四大部分组成。本节将分为两部分，即功率驱动硬件部分和数字控制硬件部分，阐述该系统的硬件设计。

图3.1 无刷直流电机系统硬件框图

3.1功率与驱动电路

本节先根据系统的特点，分析电路的拓扑选择，然后按照电路的三级结构，逐级说明其具体实现过程。

3.1.1 功率电路拓扑选择

该电路输入单相交流电（220V/50Hz），输出直接驱动无刷直流电机。电机前级需有三相逆变桥实现换相，由于电机频率较高，因而受三相逆变桥开关频率的限制，无法采用逆变桥PWM脉宽斩波控制实现调速控制。本功率系统结构选择“交流-直流-直流-交流”方式，即在逆变桥前级加入buck电路，采用buck调压调速方式控制该高速永磁无刷直流电机。功率电路结构框图如图3.2所示。

图3.2 功率电路结构框图

3.1.2 启动缓冲电路

图 3.2中第一级采用二极管不控整流，再用大电容滤波后得稳定直流电压1U 。电路上电时，由于电容1C 两端电压不能突变，上电产生瞬间的大电流给其充电，该电流太大将造成1C 损坏。为此，电路中加入了启动缓冲电路。如下图

3.3所示，上电时晶闸管1Q 尚未导通，通过11R C 串联回路给1C 充电，充电电流较小，1U 缓慢上升，电容受到保护。再利用电阻2R 、3R 对1U 分压采样，当1U 上升到约输入电压峰值的90%时，采样电压1s U 将超过设定的门限电压TH U ，通过比较器后驱动光耦，从而触发晶闸管导通。晶闸管导通后，1R 被短路，电路进入正常工作状态。此后向后级供电的过程中，晶闸管一直导通，2R 、4R 的阻值非常大，不对后级产生影响。后级关断或电路掉电时，1Q 关断，4R 为1C 提供放电回路。图中TH U 由CC V +经电阻分压得到，而CC V +是由/AC DC 模块电源获得。

直流无刷电机与永磁同步电机区别

直流无刷电机与永磁同步电机

区别(总2页)

-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除

无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢，经过磁路设计，可以获得梯形波的气隙磁密，定子绕组多采用集中整距绕组，因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈，必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术，构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波，逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。本质上，无刷直流电机也是一种永磁同步电动机，调速实际也属于变压变频调速范畴。通常说的交流永磁同步伺服电机具有定子三相分布绕组和永磁转子，在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦，外加的定子电压和电流也应为正弦波，一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式，也需要位置反馈信息，可以采用矢量控制（磁场定向控制）或直接转矩控制的先进控制方式。

两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。最后明确一个概念，无刷直流电机的所谓“直流变频”实质上是通过逆变器进行的交流变频，从电机理论上讲，无刷直流电机与交流永磁同步伺服电机相似，应该归类为交流永磁同步伺服电机；但习惯上被归类为直流电机，因为从其控制和驱动电源以及控制对象的角度看，称之为“无刷直流电机”也算是合适的。

无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢，经过磁路设计，可以获得梯形波的气隙磁密，定子绕组多采用集中整距绕组，因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈，必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术，构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波，

直流无刷电机和交流无刷电机的区别

04
使用和维护
安装与调试
直流无刷电机
安装时需要确认电机的正负极和电机的霍尔线，避免接错导致电机反转，同时需要把电机固定好，防止意外脱落。调试时需要进行速度和方向调整，以满足实际使用需求。
交流无刷电机
安装时需要确认电机的相位角和旋转方向，避免接错导致电机反转，同时需要把电机固定好，防止意外脱落。调试时需要进行速度和方向调整，以满足实际使用需求。
新能源汽车市场对高效、节能、环保的需求…
随着新能源汽车市场的快速发展，对于更高效、更节能、更环保的驱动电机的需求也在不断增加，无刷电机具有较高的效率和可靠性，能够满足这一需求。
无刷电机在新能源汽车领域的应用范围不断…
从最初的电动汽车到混合动力汽车，再到现在的插电式混合动力汽车和增程式电动汽车，无刷电机的应用范围不断扩大，未来还有望应用于氢燃料电池汽车等更清洁的能源汽车领域。
产品升级和改进方向
直流无刷电机需提高功率密度和效率
通过优化电机内部结构和材料，提高直流无刷电机的功率密度和效率，降低能耗和发热量。
交流无刷电机需降低成本和提高适应性
通过选用更低成本的磁性材料和优化生产工艺，降低交流无刷电机的制造成本，同时提高其适应各种环境和用途的能力。
无刷电机在新能源汽车领域的应用前景
03
性能比较
性能参数与指标
直流无刷电机

新能源汽车永磁无刷直流电机本体结构设计

摘要

伴随着汽车产业的高速发展，石油资源短缺，环境污染和气候变暖等一系列问题已经凸显出来。以纯电动汽车为代表的新能源汽车必将成为汽车发展的主要研究方向。而驱动电机作为纯电动汽车唯一的动力源，其性能好坏将直接影响整车运行的动力性、稳定性和续驶里程。因此设计一款能够满足电动汽车安全行驶，并具有宽范围高效区的驱动电机具有重要意义。

本文首先对新能源汽车所需要的驱动电机的类型进行了选择和对比。在确定选用永磁无刷直流电机之后，又对永磁无刷电机的工作原理进行了阐述。接着简单的介绍了直流无刷电机本体的大致结构。然后选取了一款合适的电机，并且获得了点机的参数。然后进行了对电机的基本尺寸的计算和电磁部分、定子绕组部分的计算，从而得到了设计基本体结构所需要的主要参数，完成了本次对于电机本体结构的设计。

关键词：新能源汽车；永磁无刷直流电机；电机的基本尺寸；磁路计算；定子绕组

Structure design of permanent magnet brush less DC motor for

new energy vehicle

ABSTRACT

Along with the rapid development of automobile industry, the shortage of oil resources, a series of problems of environmental pollution and climate warming has been prominent. YISHION electric vehicles as the representative of the new energy vehicles will become the main research direction of car development. While the driving motor as a pure electric vehicle only one power source, its performance will directly affect the vehicle power operation, stability and driving range. So design a can meet the electric vehicle safety driving, driving motor is important and has a wide high efficiency range.

直流无刷电机本体设计(2020年整理).pdf

图 2-1-4 直流无刷电机的组成框图
2.2 直流无刷电机的基本工作原理
众所周知，一般的永磁式直流电机的定子由永久磁钢组成，其主要的作用是在电机气隙中产生磁场。其电枢绕组通电后产生反应磁场。由于电刷的换向作用，使得这两个磁场的方向在直流电机运行的过程中始终保持相互垂直，从而产生最大转矩而驱动电动机不停地运转。直流无刷电机为了实现无电刷换相，首先要求把一般直流电机的电枢绕组放在定子上，把永磁磁钢放在转子上，这与传统直流永磁电机的结构刚好相反。但仅这样做还是不行的，因为用一般直流电源给定子上各绕组供电，只能产生固定磁场，它不能与运动中转子磁钢所产生的永磁磁场相互作用，以产生单一方向的转矩来驱动转子转动。所以，直流无刷电动机除了由定子和转子组成电机本体以外，还要由位置传感器、控制电路以及功率逻辑开关共同构成的换相装置，使得直流无刷电机在运行过程中定子绕组所产生的的磁场和转动中的转子磁钢产生的永磁磁场，在空间始终保持在（π/2）rad 左右的电角度。
直流无刷电机电子开关线路是用来控制电动机定子上各相绕组通电的顺序和时间，主要由功率逻辑开关单元和位置传感器信号处理单元两个部分组成。功率逻辑开关单元是控制电路的核心，其功能是将电源的功率以一定逻辑关系分配给直流无刷电机定子上各相绕组，以便使电机产生持续不断的转矩。而各相绕组导通的顺序和时间主要取决于来自位置传感器的信号。但位置传感器所产生的信号一般不能直接用来控制功率逻辑开关单元，往往需要经过一定逻辑处理后才能去控制逻辑开关单元，综上所述，组成直流无刷电机各主要部件的框图，如图 2-1-4 所示。

BLDC电动机本体设计及控制原理苍松书苑

无刷直流电动机分类
交流电动机异步电动机多相单相
电动机
直流电动机
同步电动机
换向式永磁
单极式电励磁
无刷直流有刷直流串励并励复励
永磁同步
磁滞
步进
磁阻
单相
多相
开关磁阻
同步磁阻
永磁
永磁
电励磁
混合
永磁
深层分析
变磁阻
30
有刷直流电动机的基本结构
PM Poles
Fan
Brushes
Rotor winding
深层分析
34
稀土永磁直流电动机结构比较
q 9 1 63 2
内转子分数槽无刷直流电动机
深层分析
35
稀土永磁直流电动机结构比较
q 27 3 303 10
外转子结构稀土永磁无刷直流电动机
深层分析
36
无刷直流电动机定义
█ 无刷直流电动机
无刷直流电动机是指没有电刷等机械换向装置，但具有有刷直流电动机（DCM）特性的电动机。
电机及控制器
深层分析
14
电动汽车中的无刷电机
永磁体
永磁体
外转子结构的无刷电动机
深层分析
15
外转子混合励磁无刷电机
內定子鐵心
外轉子鐵心
軸
永磁極鐵極
勵磁繞組

三相无刷直流电机系统结构工作原理

一、系统结构

1.电机本体：三相无刷直流电机由定子和转子两部分组成。定子由三

个相位的线圈组成，线圈之间呈120度电角度偏移，形成三相交错磁场。

转子由永磁体组成，通过磁铁吸引和排斥作用与定子交互作用，从而实现

转动。

2.电机驱动器：电机驱动器是电机控制系统的核心部分，主要由功率

电子器件(MOSFET、IGBT等)和控制电路组成。驱动器的主要功能是将输

入电源的直流电转换为交流电，控制电流和电压的大小和方向，并控制开

关动作，实现对电机转矩和速度的精确控制。

3.电机控制器：电机控制器是系统的智能控制部分，主要由控制算法、传感器和接口电路组成。控制器根据输入信号和传感器反馈信号实时调整

驱动器的输出，控制电机的转矩和速度，并根据需要实现正反转、加减速、过流保护等功能。

二、工作原理

1.电磁感应原理：当电机外加电压施加在定子线圈上时，通过定子线

圈产生的交错磁场与转子永磁体的磁场相互作用，产生电磁感应力，将电

能转换为机械能。

2.电流反馈原理：三相无刷直流电机通过电流传感器实时监测和反馈

驱动电流，以实现电机转矩和速度的闭环控制。控制器根据电流反馈信号

调节驱动器的输出电压和频率，实现对电机的精确控制。

具体工作过程如下：

（1）起动过程：当电机启动时，控制器向驱动器发送起始脉冲信号，驱动器将输入直流电压转换为三相交流电压，形成旋转磁场，推动转子开

始转动。

（2）速度控制过程：控制器通过调节驱动器的输出电压和频率，控

制电机的转矩和速度。当控制器需求增加转矩或速度时，通过增加驱动器

的输出电压和频率实现；当控制器需求减小转矩或速度时，通过减小驱动