《直流无刷电动机原理与技术应用》[PDF+书签]

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无刷直流电动机工作原理

无刷直流电动机工作原理
无刷直流电动机是一种常用的电动机类型，广泛应用于各个领域中。

它的工作原理基于电磁感应和电动机运动原理。

本文将详细介绍无刷直流电动机的工作原理。

无刷直流电动机的基本结构包括转子、定子和电源。

其中，转子是电动机的旋转部分，定子是电动机的静止部分，电源则提供电能给电动机。

当电源提供电流给电动机时，电流将流入定子中的线圈中。

在电流的作用下，定子中的线圈会产生一个磁场。

磁场的方向与电流方向呈现右手定则的方向关系。

当转子开始旋转时，转子中的永磁体会与定子中的磁场相互作用。

在这个过程中，转子中的永磁体会受到力的作用，并开始旋转。

转子的旋转方向与定子中的磁场方向呈现左手定则的方向关系。

在电动机运转的过程中，转子上的永磁体会不断地与定子中的磁场相互作用，从而保持电动机的旋转。

同时，电源也会不断地提供电流给电动机，以保持电动机的运转。

需要注意的是，无刷直流电动机中的无刷指的是电机中没有碳刷这个零部件，因此不需要定期更换碳刷，而且由于没有摩擦，电机的寿命更长。

无刷直流电动机是一种高效、长寿命、易维护的电动机类型。

理解其工作原理，对于电动机的应用、维护和故障排除都有很大的帮助。

无刷电机的原理和应用

无刷电机的原理和应用1. 简介无刷电机是一种通过电子控制器来实现转子定子的同步运动的电机。

它相比于传统的有刷电机具有更高的效率、更长的使用寿命和更低的噪音。

本文将介绍无刷电机的工作原理以及在各个领域中的应用。

2. 无刷电机的工作原理无刷电机由定子和转子两部分组成。

其中定子包含三组线圈，转子上有永磁体。

无刷电机的工作原理可以归纳为以下几个步骤：•步骤1：电子控制器检测转子的位置。

•步骤2：电子控制器根据转子位置来激励定子的线圈，产生磁场。

•步骤3：转子受到磁场的作用，开始运动。

•步骤4：一段时间后，电子控制器再次检测转子的位置，并相应地更新定子线圈的激励方式。

•步骤5：重复步骤2至步骤4，实现转子定子的同步运动。

3. 无刷电机的应用3.1 电动车无刷电机是电动车中常见的驱动电机之一。

由于无刷电机的高效率以及长寿命，它被广泛用于电动车的直驱和增程器系统中。

此外，无刷电机还具有较低的噪音和振动，使得电动车的驾驶更加平稳和舒适。

3.2 无人机无刷电机也是无人机中常用的驱动装置。

由于无人机对电机要求轻量化和高效率，因此无刷电机的特点非常适合无人机的应用。

无刷电机的高速运转和响应灵敏的特性使得无人机能够快速、稳定地进行飞行控制。

3.3 工业机械在工业机械领域，无刷电机常用于驱动旋转设备，如泵、风机、压缩机等。

无刷电机的高效率和长寿命使得工业机械的运行更加稳定可靠。

此外，无刷电机还具备变速范围广、响应快等特点，能满足不同工况下的需求。

3.4 家用电器在家用电器中，无刷电机被广泛应用于洗衣机、冰箱、空调等设备中。

无刷电机相比于传统的有刷电机，具有更低的噪音和更长的使用寿命，为家电提供了更好的用户体验。

3.5 医疗设备无刷电机在医疗设备中也有重要的应用。

例如，在手术机器人中，无刷电机被用于驱动机器人的关节和操作器械，实现精确的运动控制。

无刷电机的高效率和精准性使得手术操作更加安全和准确。

4. 结论无刷电机作为一种高效、长寿命的驱动装置，被广泛应用于各个领域。

直流无刷电机电机工作原理

直流无刷电机电机工作原理
直流无刷电机工作原理：
直流无刷电机是一种使用永磁体作为转子的电机。

它由定子、转子和电子换向器组成。

定子是由绕组和磁铁组成的，绕组分布在定子的一周，通过施加电流使绕组产生磁场，产生固定的磁极。

转子由永磁体组成，它的磁极与定子的磁极相互作用。

当永磁体的磁极与定子磁极对齐时，磁极之间存在吸引力，使转子受力旋转。

电子换向器是控制电流流向的装置。

它根据转子位置和速度信号，通过控制转子绕组的电流，使转子始终保持转动。

具体工作原理如下：当转子磁极与定子的磁极对齐时，电子换向器会改变绕组的电流方向，使得转子磁极继续转动。

当转子继续旋转到下一个磁极对齐时，电子换向器再次改变绕组的电流方向，实现连续的旋转。

通过电子换向器的控制，无刷电机可以实现高速、高效率的运转。

由于无刷电机没有需要摩擦的碳刷，在运转过程中减少了能量损耗和摩擦产生的热量，因此具有高效率和长寿命的特点。

此外，无刷电机转速可通过电子换向器的控制精确地调节。

无刷直流电动机的工作原理

无刷直流电动机的工作原理
无刷直流电动机的工作原理是基于电磁感应和磁场相互作用的原理。

无刷直流电动机通过一组绕在定子上的线圈（称为绕组）和一组安装在转子上的永磁体（称为磁极）来实现转动。

当电流通过定子绕组时，会产生一个磁场。

而当永磁体与定子磁场相互作用时，会产生电磁感应，导致转子受到一个力矩的作用，进而转动。

为了使电动机持续转动，需要周期性地改变定子绕组的通电方向。

这时候就需要使用一个位置传感器来准确检测转子的位置，以确定何时对绕组进行通电反转。

通常情况下，位置传感器是通过测量转子上的磁极位置来实现的。

当位置传感器检测到需要改变通电方向时，控制电路会根据传感器信号来驱动电流的变化，使定子绕组的电流方向反转。

通过定子磁场的改变，磁极与定子磁场之间的相互作用也会改变，从而驱动转子继续转动。

无刷直流电动机具有结构简单、效率高、无电刷磨损等优点，使其在许多应用领域得到广泛应用。

无刷直流电机的原理与应用

无刷直流电机的原理与应用作者：何剑文来源：《西部论丛》2018年第08期摘要：无刷直流电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的，是一种集电机和电子一体化的高新技术产品，不仅具有体积小、重量轻、效率高、控制精度高等有点，同时还保留了普通直流电机优良的机械特性。

因此，本论文介绍了无刷直流电机的结构、工作原理和性能特点，分析无刷直流电机的优越性和使用方向，展望其发展前景。

关键词：无刷直流电机性能和使用应用场景引言随着人类社会的进步，现代家庭生活对家用电器的种类、性能、品质提出了更高的要求。

特别是带有调速电机的各种家用电器对电机的转矩性能、运行平稳度、调速范围、以及能效、噪音等都提出更高的要求。

随着半导体工业，特别是电子器件及微控制器的发展，变速驱动变得更加现实且成本更低。

由此可见，直流无刷电机相对于其它类型电机来说是一种新型电机，它的驱动、控制更是和电子技术息息相关，因此，对无刷直流电机及其控制的方法进行系统、深入的研究有着十分重要的现实意义。

1、无刷直流电机的系统结构及工作原理1.1无刷直流电机的组成。

无刷直流电机与有刷直流电机相似，它具有旋转的磁场和固定的电驱。

这样电子换相线路中的功率开关器件，如晶闸管，晶体管等可直接与电驱绕组连接。

在电机内，装有一个转子位置传感器，用来检测转子在运行过程中的位置，它与电子换相线路一起，代替了有刷直流电机的机械换相装置。

综上所述，无刷直流电机由电机本体，转子位置传感器和电子换相线路三大部分组成。

1.1.1电机本体。

电机本体在结构上与永磁电动机相似，但没有笼型绕组和其它启动装置。

1.1.2转子位置传感器。

转子位置传感器在直流无刷电机中起着测定转子磁极位置的作用，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，即将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，然后去控制定子绕组换相。

1.1.3电子换相线路。

当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各项绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。

直流无刷电动机原理及应用论文

直流无刷电动机原理及应用论文直流无刷电动机（Brushless DC Motor，BLDC）是一种基于电子通断器件控制电机旋转方向和速度的电动机。

相比于传统的直流有刷电动机，BLDC电动机具有更高的效率、更长的寿命、更低的噪音和更高的可靠性等优势，在各个领域得到广泛的应用。

本文将重点探讨BLDC电动机的工作原理和应用。

首先，BLDC电动机的工作原理。

BLDC电动机由定子和转子两部分组成。

定子上包含若干个线圈，并按照一定的序列连接在一起，形成一个三相对称的定子线圈组。

转子上则安装有永磁体，在齿轮上切割一定数量的磁极，使得转子上每个磁极的极性均相邻两个相同。

当BLDC电动机通电时，通过外部电子通断器件按照一定的顺序控制定子线圈的通断，从而形成一个旋转的磁场。

转子上的磁极受到这个旋转的磁场作用，从而顺应旋转运动，带动负载旋转。

BLDC电动机的应用非常广泛。

首先，在家用电器中，BLDC电动机被广泛应用于洗衣机、空调、冰箱等领域。

由于BLDC电动机具有高效、低噪音的特点，使得家用电器具有更好的性能和用户体验。

其次，在汽车领域，BLDC电动机被应用于新能源汽车、电动自行车等交通工具中。

BLDC 电动机通过电能转换为机械能，实现车辆的驱动，提高了汽车的能源利用率和环境友好性。

再次，在工业生产中，BLDC电动机被广泛应用于机械设备、工业机器人等领域。

BLDC电动机具有高效、精准的控制性能，提高了工业设备的生产效率和可靠性。

最后，在航空航天工程中，BLDC电动机被应用于航空器、卫星等航天器件中。

BLDC电动机具有体积小、重量轻、噪音低等特点，适用于空间有限的环境。

当然，BLDC电动机也存在一些挑战和发展方向。

首先，电子通断器件的性能和可靠性对BLDC电动机的工作效果至关重要。

当前，有关电子通断器件的研发和改进仍然是一个热门领域，需要进一步提升其性能和可靠性。

其次，BLDC电动机的功率密度和散热问题也需要解决。

随着电动车等领域对BLDC电动机功率需求的增加，如何在减小体积的同时提升功率密度和散热效果，是一个需要注意的问题。

直流无刷电机原理及应用

直流无刷电机原理及应用
2023-11-05
目录
• 直流无刷电机原理 • 直流无刷电机的应用领域 • 直流无刷电机的控制方法 • 直流无刷电机的优化设计 • 直流无刷电机的未来发展趋势 • 直流无刷电机应用案例分析
01
直流无刷电机原理
电机结构与工作原理
电机结构
直流无刷电机由定子、转子、传感器等部分组成。定子通常由铁芯和线圈组成，转子则由永磁体和转轴组成。
直流无刷电机的智能化与网络化发展
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着智能化和网络化技术的不断发展，直流无刷电机的智能化与网络化发展将成为未来的趋势。通过智能化和网络化技术，可以实现电机的远程监控、故障诊断和自适应控制等功能。
智能化方面，通过引入传感器和微处理器等元件，可以实现电机的速度、位置和电流等参数的实时监测和控制。通过网络化技术，可以将这些参数上传到云端或局域网中，实现远程监控和故障诊断等功能。此外，通过智能化和网络化技术，还可以实现电机的自适应控制和优化运行等功能，提高电机的性能和可靠性。
家用电器领域
总结词
节能环保，舒适性高
详细描述
直流无刷电机在家用电器领域中也得到了广泛应用，如空调、冰箱、洗衣机等。由于其具有节能环保、舒适性高等优点，因此在家用电器领域中得到了广泛应用。
03
直流无刷电机的控制方法
开环控制
总结词
开环控制是一种简单的控制方式，通过控制输入电压或电流来控制电机的转速。
04
直流无刷电机的优化设计
电机结构的优化设计
01
02
03
磁路设计
优化电机磁路设计，提高电机效率和扭矩性能。
转子设计

直流无刷电机原理及驱动技术

直流无刷电机原理及驱动技术直流无刷电机（Brushless DC Motor，简称BLDC）是一种以电子换向的方式驱动的电机。

相对于传统的有刷直流电机，无刷直流电机具有更高的效率、更低的能量损耗、更长的寿命和更高的输出功率等优点，因此在许多应用领域得到了广泛应用。

直流无刷电机的工作原理比较复杂，它的转子由一组磁钢组成，分布在转子的外围，并以等间距排列。

在转子的外围，固定了一组电磁铁使得它们的磁极排列和磁铁相互间隔的磁极相对应。

电机通过控制器产生的脉冲信号，控制转子磁极的磁场的极性和强度。

当转子的磁场与电磁铁的磁场产生的磁力相互作用时，就会产生力矩推动转子旋转。

为了控制无刷电机的旋转方向和速度，需要使用电子换向技术。

电子换向可以通过测量转子位置并实时调整电流来实现。

电子换向通常通过三相电流反馈控制来实现。

这意味着需要三个传感器来测量电机的电流，并通过调整电流来实现换向控制。

无刷直流电机的驱动技术有多种，其中最常见的是基于PWM调制的驱动技术。

PWM调制将直流电源与电机连接，并以一定的频率调制电源电压，控制电机的运转速度和力矩。

这种驱动方式能够提高电机的效率，并减少能量损失。

此外，也可以使用传统的定向控制器来实现无刷电机的驱动，通过测量转子位置并控制定子线圈的电流来实现精确的转子控制。

在应用中，无刷电机的驱动技术还可以根据具体的需求进行调整。

例如，使用传感器和反馈控制器来实现闭环控制，可以提高驱动系统的响应速度和稳定性。

此外，还可以使用无传感器的反电动势控制技术，通过测量电机绕组的电流反电动势来测量转子位置，从而实现换向控制。

总之，直流无刷电机通过电子换向和驱动技术，实现了高效、低能耗、长寿命和高输出功率的特点。

在各种应用领域，比如磁盘驱动器、家用电器、汽车等，无刷电机都发挥了重要的作用。

进一步的研究和发展无刷直流电机驱动技术，可以进一步提高其性能，推动其应用范围的拓展。

直流无刷电动机工作原理及控制方法

由於直流無刷電動機既具有交流電動機の結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優點，又具備直流電動機の運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優點，故在當今國民經濟各領域應用日益普及。

一個多世紀以來，電動機作為機電能量轉換裝置，其應用範圍已遍及國民經濟の各個領域以及人們の日常生活中。

其主要類型有同步電動機、異步電動機和直流電動機三種。

由於傳統の直流電動機均采用電刷以機械方法進行換向，因而存在相對の機械摩擦，由此帶來了噪聲、火化、無線電幹擾以及壽命短等弱點，再加上制造成本高及維修困難等缺點，從而大大限制了它の應用範圍，致使目前工農業生產上大多數均采用三相異步電動機。

針對上述傳統直流電動機の弊病，早在上世紀30年代就有人開始研制以電子換向代替電刷機械換向の直流無刷電動機。

經過了幾十年の努力，直至上世紀60年代初終於實現了這一願望。

上世紀70年代以來，隨著電力電子工業の飛速發展，許多高性能半導體功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT、IPM等相繼出現，以及高性能永磁材料の問世，均為直流無刷電動機の廣泛應用奠定了堅實の基礎。

三相直流無刷電動機の基本組成直流無刷永磁電動機主要由電動機本體、位置傳感器和電子開關線路三部分組成。

其定子繞組一般制成多相（三相、四相、五相不等），轉子由永久磁鋼按一定極對數（2p=2,4,…）組成。

圖1所示為三相兩極直流無刷電機結構，圖1 三相兩極直流無刷電機組成三相定子繞組分別與電子開關線路中相應の功率開關器件聯結，A、B、C相繞組分別與功率開關管V1、V2、V3相接。

位置傳感器の跟蹤轉子與電動機轉軸相聯結。

當定子繞組の某一相通電時，該電流與轉子永久磁鋼の磁極所產生の磁場相互作用而產生轉矩，驅動轉子旋轉，再由位置傳感器將轉子磁鋼位置變換成電信號，去控制電子開關線路，從而使定子各項繞組按一定次序導通，定子相電流隨轉子位置の變化而按一定の次序換相。

由於電子開關線路の導通次序是與轉子轉角同步の，因而起到了機械換向器の換向作用。

无刷直流电机的工作原理

无刷直流电机原理无刷直流电动机的工作原理普通直流电动机的电枢在转子上,而定子产生固定不动的磁场;为了使直流电动机旋转,需要通过换向器和电刷不断改变电枢绕组中电流的方向,使两个磁场的方向始终保持相互垂直,从而产生恒定的转矩驱动电动机不断旋转;无刷直流电动机为了去掉电刷,将电枢放到定子上去,而转子制成永磁体,这样的结构正好和普通直流电动机相反；然而,即使这样改变还不够,因为定子上的电枢通过直流电后,只能产生不变的磁场,电动机依然转不起来;为了使电动机转起来,必须使定子电枢各相绕组不断地换相通电,这样才能使定子磁场随着转子的位置在不断地变化,使定子磁场与转子永磁磁场始终保持左右的空间角,产生转矩推动转子旋转;无刷直流电动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;无刷直流电动机的原理简图如图一所示：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,通过逻辑组建处理产生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°电度角,转子跟随定子磁场转动相当于60°电度角空间位置,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°电度角,如此循环,无刷直流电动机将产生连续转矩,拖动负载作连续旋转;正因为无刷直流电动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;●无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置,所以不论转子的起始位置处在何处,电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩,因此转子上不需另设启动绕组;由于定子磁场轴线可视作同转子轴线垂直,在铁芯不饱和的情况下,产生的平均电磁转矩与绕组电流成正比,这正是他励直流电动机的电流-转矩特性;电动机的转矩正比于绕组平均电流；TM=KtlavN M电动机两相组反电势的差比于电动机的角速度；ELL=KeωV所以电动机绕组中的平均电流为：Iav=Vm-ELL/2RaA其中,Vm=δ VDC是加在电动机线间电压平均值,VDC是直流母线电压,δ是调制波的占空比,Ra为每相绕组电阻;由此可以得到直流电动机的电磁转矩：Tm=δ VDC Kt/2Ra-Kt Keω/2RaKt、Ke是电动机的结构常数,ω为电动机的角速度rad/s,所以,在一定的ω时,改变占空比δ,就可以线性地改变电动机的电磁转矩,得到与他励支流电动机电枢电压控制相同的控制特性和机械特性;无刷直流电动机的转速设定,取决于速度指令Vc 的高低,如果速度指令最大值为+5V对应的最高转速：Vcmaxón max,那么,+5V 以下任何电平即对应相当的转速n,这就实现了变速设定;当Vc设定以后,无论是负载变化、电源电压变化,还是环境温度变化,当转速低于指令转速时,反馈电压Vfb变小,调制波的占空比δ就会变大,电枢电流变大,使电动机产生的电磁转矩增大而产生加速度,直到电动机的实际转速与指令转速相等为止；反之,如果电动机实际转速比指令转速高时,δ减小,Tm减小;发生减速度,直至实际转速与指令转速相等为止;可以说,无刷直流电动机在允许的电网波动范围内,在允许的过载能力以下,其稳定转速与指令转速相差在1%左右,并可以实现在调速范围内恒转矩运行;由于无刷直流电动机的励磁来源于永磁体,所以不象异步机那样需要从电网吸取励磁电流；由于转子中无交变磁通,其转子上既无铜耗又无铁耗,所以效率比同容量异步电动机高10%左右,一般来说,无刷直流电动机的能力指针ηcosθ比同容量三相异步电动机高12%-20%;●由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会像变频调速下重载启动的同步电动机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步;中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼Nd-fe-B材料;因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号;近三十年针对异步电动机变频调速的研究,归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法,而无刷直流电动机的电流或电枢的端电压,就是直接控制电动机转矩的物理量;过去,由于稀土永磁体价格比较高等因素,限制了稀土永磁无刷直流电动机的应用领域,但是随着技术的不断创新,其价格已迅速下降,例如,我公司推出推出BS系列无刷直流电动机的售价已与异步电动机和普通变频器价格之和相差无几;稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势;无刷电机是指无电刷和换向器或集电环的电机,有称无换向器电机;早在上世纪诞生电机的时候,产生的实用性电机就是无刷形式,即交流鼠笼式异步电动机,这种电动机得到了广泛的应用;但是,异步电动机有许多无法克服的缺陷,以致电机技术发展缓慢;本世纪中叶诞生了晶体管,因而采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了;这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机,它克服了第一代无刷电机的缺陷;实用性新型无刷电机是与电子技术、微电子技术、数字技术、自控技术以及材料科学等发展紧密联系的;它不仅限于交直流领域,还涉及电动、发电的能量转换和信号传感等领域;在电机领域中新型无刷电机的品种是较多的,但性能优良的无刷电机因受到价格的限制,其应用还不十分广泛;下面分别就主要的新型无刷电机进行探索与研究;1 直流无刷电动机直流无刷电动机与一般直流电动机具有相同的工作原理和应用特性,而其组成是不一样的;除了电机本身外,前者还多一个换向电路,电机本身和换向电路紧密结合在一起;许多小功率电动机的电机本身是与换向电路合成一体,从外观上看直流无刷电动机与直流电动机完全一样;直流无刷电动机的电机本身是机电能量转换部分,它除了电机电枢、永磁励磁两部分外,还带有传感器;电机本身是直流无刷电机的核心,它不仅关系到性能指标、噪声振动、可靠性和使用寿命等,还涉及制造费用及产品成本;由于采用永磁磁场,使直流无刷电机摆脱一般直流电机的传统设计和结构,满足各种应用市场的要求,并向着省铜节材、制造简便的方向发展;永磁磁场的发展与永磁材料的应用密切相关,第三代永磁材料的应用,促使直流无刷电机向高效率、小型化、节能方向迈进;为了实现电子换向必须有位置信号来控制电路;早期用机电位置传感器获得位置信号,现已逐步用电子式位置传感器或其它方法得到位置信号,最简便的方法是利用电枢绕组的电势信号作为位置信号;要实现电机转速的控制必须有速度信号;用获得位置信号相近方法取得速度信号,最简单的速度传感器是测频式测速发电机与电子线路相结合;直流无刷电机的换向电路由驱动及控制两部分组成,这两部分是不容易分开的,尤其小功率用电路往往将两者集成化成为单一专用集成电路;在功率较大的电机中,驱动电路和控制电路可各自成为一体;驱动电路输出电功率,驱动电动机的电枢绕组,并受控于控制电路;目前,驱动电路已从线性放大状态转成脉宽调制的开关状态,相应电路组成也从晶体管分立电路转成模块化集成电路;模块化集成电路有功率双极晶体管、功率场效应管和隔离栅场效应双极晶体管等组成形式;虽然,隔离栅场效应双极晶体管价格较贵,但从可靠安全和性能角度看,选用它还是较合适的;控制电路用作控制电机的转速、转向、电流或转矩以及保护电机的过流、过压、过热等;上述参数容易转成模拟信号,用此来控制较简单,但从发展来看,电机的参数应转换成数字量,通过数字式控制电路来控制电机;当前,控制电路有专用集成电路、微处理器和数字信号处理器等三种组成方式;在对电机控制要求不高的场合,专用集成电路组成控制电路是简单实用的方式;采用数字信号处理器组成控制电路是今后发展方向,有关数字信号处理器将在下面交流同步伺服电动机中介绍;目前,在微小功率范畴直流无刷电动机是发展较快的新型电机;由于各个应用领域需要各自独特的直流无刷电动机,所以直流无刷电动机的类型较多;大体上有计算机外存储器以及VCD、DVD、CD主轴驱动用扁平式无铁心电机结构,小型通风机用外转子电机结构,家电用多极磁场结构及内装式结构,电动自行车用多极、外转子结构等等;上述直流无刷电动机的电机本身和电路均成一体,使用十分方便,它的产量也非常大;为了满足大批量、低成本的市场需要,直流无刷电动机的生产必须要形成规模经济;因此,直流无刷电动机是一种高投入、高产出的行业;同时,我们应该考虑到市场也在不断地发展,如家用空调用电机正由3A转向3D,需要大量的中小功率的直流无刷直流电动机,研究和开发中小功率的直流无刷电动机也成当务之急;无刷直流电机BLDCM是在有刷直流电动机的基础上发展来的,但它的驱动电流是不折不扣的交流；无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机;一般地,无刷电机的驱动电流有两种,一种是梯形波一般是“方波”,另一种是正弦波;有时候把前一种叫直流无刷电机,后一种叫交流伺服电机,确切地讲是交流伺服电动机的一种;无刷直流电机为了减少转动惯量,通常采用“细长”的结构;无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多,相应的转动惯量可以减少40%—50%左右;由于永磁材料的加工问题,致使无刷直流电机一般的容量都在100kW以下;这种电动机的机械特性和调节特性的线性度好,调速范围广,寿命长,维护方便噪声小,不存在因电刷而引起的一系列问题,所以这种电动机在控制系统中有很大的应用潜力;直流无刷电机的优越性直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能,但直流电机的优点也正是它的缺点,因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能,则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子;碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外,使用场合也受到限制;交流电机没有碳刷及整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到;现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多,提升驱动电机的性能;微处理机速度亦越来越快,可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直交坐标系统中,适当控制交流电机在两轴电流分量,达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能;此外已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯片中,而且体积越来越小；像模拟/数字转换器Analog-to-digital converter,ADC、脉冲宽度调制pulse wide modulator,PWM…等;直流无刷电机即是以电子方式控制交流电机换相,得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用;直流无刷电机的控制结构直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数P影响：N=120．f / P;在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速;直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制驱动器,控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正,以期达到接近直流电机特性的方式;也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速;直流无刷驱动器包括电源部及控制部如图 1 ：电源部提供三相电源给电机,控制部则依需求转换输入电源频率;电源部可以直接以直流电输入一般为24V或以交流电输入110V/220 V,如果输入是交流电就得先经转换器converter转成直流;不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器inverter转成3相电压来驱动电机;换流器inverter一般由6个功率晶体管Q1～Q6分为上臂Q1、Q3、Q5/下臂Q2、Q4、Q6连接电机作为控制流经电机线圈的开关;控制部则提供PWM脉冲宽度调制决定功率晶体管开关频度及换流器inverter换相的时机;直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制,所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器hall-sensor,做为速度之闭回路控制,同时也做为相序控制的依据;但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为定位控制;图一直流无刷电机的控制原理要让电机转动起来,首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置,然后依照定子绕线决定开启或关闭换流器inverter中功率晶体管的顺序,如下图二 inverter中之AH、BH、CH 这些称为上臂功率晶体管及AL、BL、CL这些称为下臂功率晶体管,使电流依序流经电机线圈产生顺向或逆向旋转磁场,并与转子的磁铁相互作用,如此就能使电机顺时/逆时转动;当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时,控制部又再开启下一组功率晶体管,如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管或只开下臂功率晶体管；要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反;基本上功率晶体管的开法可举例如下：AH、BL一组→AH、CL一组→BH、CL一组→BH、AL一组→CH、AL一组→CH、BL一组,但绝不能开成AH、AL或BH、BL或CH、CL;此外因为电子零件总有开关的响应时间,所以功率晶体管在关与开的交错时间要将零件的响应时间考虑进去,否则当上臂或下臂尚未完全关闭,下臂或上臂就已开启,结果就造成上、下臂短路而使功率晶体管烧毁;图二当电机转动起来,控制部会再根据驱动器设定的速度及加/减速率所组成的命令Command与hall-sensor信号变化的速度加以比对或由软件运算再来决定由下一组AH、BL或AH、CL或BH、CL或……开关导通,以及导通时间长短;速度不够则开长,速度过头则减短,此部份工作就由PWM来完成;PWM是决定电机转速快或慢的方式,如何产生这样的PWM才是要达到较精准速度控制的核心;高转速的速度控制必须考虑到系统的CLOCK 分辨率是否足以掌握处理软件指令的时间,另外对于hall-sensor信号变化的资料存取方式也影响到处理器效能与判定正确性、实时性;至于低转速的速度控制尤其是低速起动则因为回传的hall-sensor信号变化变得更慢,怎样撷取信号方式、处理时机以及根据电机特性适当配置控制参数值就显得非常重要;或者速度回传改变以encoder变化为参考,使信号分辨率增加以期得到更佳的控制;电机能够运转顺畅而且响应良好,P.I.D.控制的恰当与否也无法忽视;之前提到直流无刷电机是闭回路控制,因此回授信号就等于是告诉控制部现在电机转速距离目标速度还差多少,这就是误差Error;知道了误差自然就要补偿,方式有传统的工程控制如P.I.D.控制;但控制的状态及环境其实是复杂多变的,若要控制的坚固耐用则要考虑的因素恐怕不是传统的工程控制能完全掌握,所以模糊控制、专家系统及神经网络也将被纳入成为智能型P.I.D.控制的重要理论;P.I.D控制简介一般P.I.D控制如下dutycycle=dutycyclep + dutycyclei + dutycycled图三P.控制比例控制：输出与输入误差讯号成正比关系,即将误差固定比例修正,但系统会有稳态误差;I .控制积分控制：当系统进入稳态有稳态误差时,将误差取时间的积分,即便误差很小也能随时间增加而加大,使稳态误差减小直到为零;D.控制微分控制：当系统在克服误差时,其变化总是落后于误差变化,表示系统存在较大惯性组件或且有滞后组件;微分即是预测误差变化的趋势以便提前作用避免被控量严重冲过头;电机驱动器的保护措施对于驱动器还要有保护措施,当负载过大或不当使用时会造成大电流而将功率晶体管烧毁;为了保护因电流超过规格而破坏驱动器,一般会以加大功率晶体管耐电流或加电流sensor做为保护;其次当电机负载不小的时候,在停止转动时由电机端回送至驱动器的能量及过电压都将危及驱动器,这可配合过电压保护电路加上回生能量消散电路来防治;其它尚有hall-sensor正常与否判定也会影响PWM控制的正确性,这可由控制部判断并适时警告即可;DC无刷电机系列控制疑难杂症处理案例·欲以电流值的大小来判断目前电机的负载状况是否有过载的迹象,该如何测量将电源线的其中一条拔起后,将电表请先调至安培档的一端接至驱动器的电源CONNECTOR其中一接脚,另一端则接至电源插座的另一接脚如下图四,如此即可测量出在现阶段的负载下所必须耗费的电流值,之后再依此电流值来对照电机的电流/扭力对照表,如此即可得知目前的负载状况是正常或是否有过载的情形发生;。

无刷直流永磁电动机的原理和设计

无刷直流永磁电动机的原理和设计无刷直流永磁电动机是一种将电能转化为机械能的装置，它采用了无刷技术和永磁材料，具有高效率、高功率密度和可靠性高等优点。

本文将详细介绍无刷直流永磁电动机的工作原理和设计要点。

无刷直流永磁电动机的工作原理主要包括电磁场产生、电流调节和转矩产生三个方面。

首先，通过电流调节器向无刷直流永磁电动机的定子绕组输入电流，产生定子磁场。

接着，通过永磁体在转子上产生磁场，与定子磁场相互作用，产生转子磁场。

最后，通过转子磁场和定子绕组之间的相互作用，产生电磁转矩，驱动转子旋转。

设计无刷直流永磁电动机时，需要考虑多个因素。

首先是功率需求，根据所需的功率大小选择合适的电机型号和规格。

其次是电压和电流需求，根据电源的电压和电流限制选择合适的电机参数。

还需要考虑转速范围和转矩要求，根据具体应用场景确定电机的转速和转矩特性。

此外，还需要考虑电机的体积、重量和成本等因素。

在无刷直流永磁电动机的设计中，关键的技术是永磁材料的选择和磁路设计。

永磁材料的选择要考虑其磁能积、矫顽力、矫顽力系数等参数，以及温度稳定性和成本等因素。

磁路设计要保证磁场的均匀性和稳定性，提高电机的效率和输出功率。

无刷直流永磁电动机还需要配备电流调节器和位置传感器等辅助设备。

电流调节器可以实现对电机电流的精确控制，保证电机的稳定运行。

位置传感器可以实时监测电机转子的位置和转速，提供给电流调节器进行反馈控制。

无刷直流永磁电动机具有多种应用领域。

在工业领域，它广泛应用于机床、印刷设备、纺织设备等需要精确控制的设备中。

在交通领域，它被用作电动汽车的驱动系统，具有高效率和长续航里程的优势。

在家电领域，它被应用于洗衣机、冰箱等家电产品中，提供高效、静音的驱动能力。

无刷直流永磁电动机是一种高效、高功率密度和可靠性高的电机，具有广泛的应用前景。

在设计无刷直流永磁电动机时，需要考虑功率需求、电压和电流需求、转速范围和转矩要求等因素。

通过合理选择永磁材料和进行优化的磁路设计，可以提高电机的效率和输出功率。

直流无刷电机的工作原理

直流无刷电机的工作原理直流无刷电机是一种使用电子换向技术的电动机，它通过电子控制器来实现换向，而不需要使用传统的机械换向装置。

直流无刷电机具有高效率、低噪音、高功率密度和长寿命的优点，因此在许多应用中得到了广泛的应用，包括家用电器、工业机械、电动汽车等领域。

直流无刷电机的工作原理可以分为电磁学原理和电子控制原理两个方面来解释。

首先，我们来看一下电磁学原理。

电磁学原理：直流无刷电机的核心部件是转子和定子。

转子上安装有永磁体，定子上安装有电磁绕组。

当定子绕组通电时，产生的磁场会与转子上的永磁体磁场相互作用，从而产生电磁力，驱动转子转动。

在传统的直流电机中，换向是通过机械换向器实现的，而在无刷电机中，换向是通过电子控制器来实现的。

电子控制原理：直流无刷电机的电子控制器采用了先进的功率半导体器件，如MOSFET、IGBT等，以及先进的数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）来实现换向控制。

电子控制器根据转子位置和转速信息，精确地控制定子绕组的电流，从而实现换向。

换向时，电子控制器会根据转子位置和转速信息，精确地控制定子绕组的电流，使得电机保持稳定的转速和转矩输出。

这种电子换向技术不仅可以提高电机的效率和动态响应，还可以减小电机的尺寸和重量。

总结起来，直流无刷电机的工作原理是通过电磁学原理和电子控制原理相结合来实现的。

电磁学原理是指利用电磁感应原理来产生电磁力，从而驱动电机转动；电子控制原理是指利用先进的电子控制技术来实现换向控制，从而提高电机的效率和性能。

这种先进的电机技术已经在许多领域得到了广泛的应用，并且随着电子技术的不断发展，直流无刷电机将会有更广阔的应用前景。

无刷直流电机原理及应用

无刷直流电机原理及应用无刷直流电机（也称为BLDC电机）是一种以电子换向技术取代了传统的机械换向方式的电机。

它是由一个永磁转子和一个多相绕组组成的，通过电子器件来控制电流在绕组中的流动方向，从而达到转子的旋转目的。

无刷直流电机的工作原理可以简单描述为：1. 以三相电源供电：无刷直流电机通常以三相交流电源供电。

这种供电方式可以通过三个相序交替的电压信号来生成一个旋转的磁场，从而驱动永磁转子旋转。

2. 电子换向：无刷直流电机使用电子器件（如MOSFET）来控制电流在绕组中的流动方向。

根据转子位置和转速的反馈信号，电子器件可以按照特定的顺序开启和关闭，以确保电流始终流向转子需要的方向。

3. 旋转力矩产生：通过不断地更换电流的流动方向，无刷直流电机可以生成一个连续的旋转力矩。

这个力矩会传递给转子，使其旋转起来。

同时，通过控制电子器件的开关频率，可以调整电机的转速。

无刷直流电机具有以下几个优点，使其在许多领域得到广泛应用：高效率：由于电子换向和永磁转子的使用，无刷直流电机具有较高的效率。

与传统的有刷直流电机相比，无刷直流电机减少了能量的损耗，从而提高了整体效率。

长寿命：无刷直流电机没有机械换向器，减少了摩擦和磨损。

因此，无刷直流电机的寿命通常比有刷直流电机更长。

高转矩密度：由于无刷直流电机的旋转力矩是由电子器件控制的，因此它可以在短时间内产生较高的输出转矩。

这使得无刷直流电机在需要快速启动，加速和停止的应用中特别有用。

精确的速度控制：由于电子器件可以精确地控制电流的流动方向和大小，因此无刷直流电机可以实现精确的速度控制。

这使得它在需要高精度控制的应用中（如机器人，印刷机和医疗设备）得到广泛应用。

快速响应：由于电子换向的使用，无刷直流电机的响应速度非常快。

它可以迅速响应外部控制信号的变化，并调整电机的输出转矩和转速。

总之，无刷直流电机是一种高效，可靠，具有高转矩密度和精确控制功能的电机。

它在许多领域得到广泛应用，包括汽车行业，航空航天，机器人技术，家用电器等。

图文讲解无刷直流电机的工作原理

图文讲解无刷直流机电的工作原理之答禄夫天创作时间：二O二一年七月二十九日导读：无刷直流机电由电念头主体和驱动器组成,是一种典范的机电一体化产物. 电念头的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电念头十分相似.它的应用非常广泛,在很多机电一体化设备上都有它的身影.什么是无刷机电？无刷直流机电由电念头主体和驱动器组成,是一种典范的机电一体化产物.由于无刷直流电念头是以自控式运行的,所以不会像变频调速下重载启动的同步机电那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时发生振荡和失步.中小容量的无刷直流电念头的永磁体,现在多采纳高磁能级的稀土钕铁硼（NdFeB）资料.因此,稀土永磁无刷电念头的体积比同容量三相异步电念头缩小了一个机座号.无刷直流电念头是采纳半导体开关器件来实现电子换向的,即用电子开关器件取代传统的接触式换向器和电刷.它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声高等优点,广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中.无刷直流电念头由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成.位置传感按转子位置的变动,沿着一定次第对定子绕组的电流进行换流（即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处发生位置传感信号,经信号转换电路处置后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换）.定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供.位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型.采纳磁敏式位置传感器的无刷直流电念头,其磁敏传感器件（例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等）装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时发生的磁场变动.采纳光电式位置传感器的无刷直流电念头,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯胆.转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号.采纳电磁式位置传感器的无刷直流电念头,是在定子组件上装置有电磁传感器部件（例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等）,当永磁体转子位置发生变动时,电磁效应将使电磁传感器发生高频调制信号（其幅值随转子位置而变动）.看看这个工程师怎么说？首先给年夜家复习几个基础定章：左手定章、右手定章、右手螺旋定章.别懵逼,我下面会给年夜家解释.左手定章,这个是机电转动受力分析的基础,简单说就是磁场中的载流导体,会受到力的作用.让磁感线穿过手掌正面,手指方向为电流方向,年夜拇指方向为发生磁力的方向,我相信喜欢玩模型的人都还有一定物理基础的哈哈.右手定章,这是发生感生电动势的基础,跟左手定章的相反,磁场中的导体因受到力的牵引切割磁感线发生电动势.让磁感线穿过掌心,年夜拇指方向为运动方向,手指方向为发生的电动势方向.为什么要讲感生电动势呢？不知道年夜家有没有类似的经历,把机电的三相线合在一起,用手去转念头电会发现阻力非常年夜,这就是因为在转念头电过程中发生了感生电动势,从而发生电流,磁场中电流流过导体又会发生和转动方向相反的力,年夜家就会感觉转动有很年夜的阻力.不信可以试试.三相线分开,机电可以轻松转动三相线合并,机电转动阻力非常年夜右手螺旋定章,用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么年夜拇指所指的那一端就是通电螺旋管的N极.这个定章是通电线圈判断极性的基础,红色箭头方向即为电流方向.看完了三年夜定章,我们接下来先看看机电转动的基来源根基理.第一部份：直流机电模型我们找到一个中学物理学过的直流机电的模型,通过磁回路分析法来进行一个简单的分析.状态1当两头的线圈通上电流时,根据右手螺旋定章,会发生方向指向右的外加磁感应强度B（如粗箭头方向所示）,而中间的转子会尽量使自己内部的磁感线方向与外磁感线方向坚持一致,以形成一个最短闭合磁力线回路,这样内转子就会按顺时针方向旋转了.当转子磁场方向与外部磁场方向垂直时,转子所受的转动力矩最年夜.注意这里说的是“力矩”最年夜,而不是“力”最年夜.固然,在转子磁场与外部磁场方向一致时,转子所受磁力最年夜,但此时转子呈水平状态,力臂为0,固然也就不会转动了.弥补一句,力矩是力与力臂的乘积.其中一个为零,乘积就为零了.当转子转到水平位置时,虽然不再受到转动力矩的作用,但由于惯性原因,还会继续顺时针转动,这时若改变两头螺线管的电流方向,如下图所示,转子就会继续顺时针向前转动,状态2如此不竭改变两头螺线管的电流方向,内转子就会不竭转起来了.改变电流方向的这一举措,就叫做换相.弥补一句：何时换相只与转子的位置有关,而与其他任何量无直接关系.第二部份：三相二极内转子机电一般来说,定子的三相绕组有星形联结方式和三角联结方式,而“三相星形联结的二二导通方式”最为经常使用,这里就用该模型来做个简单分析.上图显示了定子绕组的联结方式（转子未画出假想是个二极磁铁）,三个绕组通过中心的连接点以“Y”型的方式被联结在一起.整个机电就引出三根线A, B, C.当它们之间两两通电时,有6种情况,分别是AB, AC, BC, BA, CA, CB注意这是有顺序的.下面我看第一阶段：AB相通电当AB相通电,则A极线圈发生的磁感线方向如红色箭头所示,B 极发生的磁感线方向如图蓝色箭头所示,那么发生的合力方向即为绿色箭头所示,那么假设其中有一个二极磁铁,则根据“中间的转子会尽量使自己内部的磁感线方向与外磁感线方向坚持一致”则N极方向会与绿色箭头所示方向重合.至于C,暂时没他什么事.第二阶段：AC相通电第三阶段：BC相通电第三阶段：BA相通电为了节省篇幅,我们就纷歧一描述CA\CB的模型,年夜家可以自己类推一下.以下为中间磁铁（转子）的状态图：每个过程转子旋转60度六个过程即完成了完整的转动,其中6次换相.第三部份：三相多绕组多极内转子机电我们再来看一个复杂点的,图(a)是一个三相九绕组六极（三对极）内转子机电,它的绕组连线方式见图 (b).从图(b)可见,其三相绕组也是在中间点连接在一起的,也属于星形联结方式.一般而言,机电的绕组数量都和永磁极的数量是纷歧致的（比如用9绕组6极,而不是6绕组6极）,这样是为了防止定子的齿与转子的磁钢相吸对齐.其运动的原则是：转子的N极与通电绕组的S极有对齐的运动趋势,而转子的S极与通电绕组的N极有对齐的运动趋势.即为S与N相互吸引,注意跟之前的分析方法有一定的区别.好吧,还是再帮年夜家分析一下吧,第一阶段：AB相通电第二阶段：AC相通电第三阶段：BC相通电第四阶段：BA通电第五阶段：CA通电第六阶段：CB通电以上为六个分歧的通电状态,其中经历了五个转动过程.每个过程为20度.第四部份：外转子无刷直流机电看完了内转子无刷直流机电的结构,我们来看外转子的.其区别就在于,外转子机电将原来处于中心位置的磁钢做成一片片,贴到了外壳上,机电运行时,是整个外壳在转,而中间的线圈定子不动.外转子无刷直流机电较内转子来说,转子的转动惯量要年夜很多（因为转子的主要质量都集中在外壳上）,所以转速较内转子机电要慢,通常KV值在几百到几千之间.也是航模主要运用的无刷机电顺便啰嗦一下吧.无刷机电KV值界说为：转速/V,意思为输入电压每增加1伏特,无刷机电空转转速增加的转速值.比如说,标称值为1000KV的外转子无刷机电,在11伏的电压条件下,最年夜空载转速即为：11000rpm（rpm的含义是：转/分钟）.同系列同外形尺寸的无刷机电,根据绕线匝数的几多,会暗示出分歧的KV特性.绕线匝数多的,KV值低,最高输出电流小,扭力年夜；绕线匝数少的,KV值高,最高输出电流年夜,扭力小.我先前测试过穿越机2204机电的极限电流,单机电能彪上25A,而2212系列机电15A都上不了.外转子无刷直流机电的结构：分析方法也和内转子机电类似,年夜家可以自己分析一下,根据右手螺旋定理判断线圈的N/S极,转子永磁体的N极与定子绕组的S极有对齐（吸引）的趋势,转子永磁体的S极与定子绕组的N极有对齐（吸引）的趋势,从而驱念头电转动.经典无刷机电2212 1000kv机电结构分析.图为DJI 2312S机电和XXD 2212机电的（解剖图）其结构如下：定子绕组固定在底座上,转轴和外壳固定在一起形成转子,拔出定子中间的轴承.图为xxd2212线圈拆解图图为12绕组14极（即7对极）,机电绕组绕发图.后面画出了6种两相通电的情形,可以看出,尽管绕组和磁极的数量可以有许多种变动,但从电调控制的角度看,其通电次第其实是相同的,也就是说,不论外转子还是内转子机电,都遵循AB>AC>BC>BA>CA>CB的顺序进行通电换相.固然,如果你想让机电反转的话,电子方法是按倒过来的次第通电；物理方法直接对换任意两根线,假设A和B对换,那么顺序就是BA>BC>AC>AB>CB>CA,年夜家有没有发现这里顺序就完全倒过来了.AB相通电AC相通电BC相通电BA相通电CA相通电CB相通电要说明一下的是,由于每根引出线同时接入两个绕组,所以电流是分两路走的.这里为使问题尽量简单化,下面几个图中只画出了主要一路的电流方向,还有一路电流未画出,另一路电流的具体情况放在后面进行分析,涉及到电路检测换相位置.。

直流无刷电动机原理与技术应用

课程论文课题名称：直流无刷电动机原理与技术应用专业班级：学生姓名：指导教师：2013年6月3日直流无刷电动机原理与技术应用一、直流无刷电动机与直流有刷电动机直流有刷电机和无刷电机的区别是是否配置有常用的电刷-换向器。

有刷直流电机的换向一直是通过石墨电刷与安装在转子上的环形换向器相接触来实现的。

而直流无刷电机则通过霍尔传感器把转子位置反馈回控制电路，使其能够获知电机相位换向的准确时间。

大多数无刷电机生产商生产的电机都具有三个霍尔效应定位传感器。

由于无刷电机没有电刷，故也没有相关接口，因此更干净，噪声更小，事实上无需维护，寿命更长。

二、直流无刷电动机的结构及控制原理1、直流无刷电动机的结构直流无刷驱动器包括电源部及控制部：电源部提供三相电源给电机，控制部则依需求转换输入电源频率。

电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V)，如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。

不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器(inverter)转成3相电压来驱动电机。

换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(Q1～Q6)分为上臂(Q1、Q3、Q5)/下臂(Q2、Q4、Q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。

控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。

直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-sensor)，作为速度之闭回路控制，同时也作为相序控制的依据。

但这只是用来做为速度控制并不能拿来作为定位控制。

2、控制原理要让电机转动起来，首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。

无刷直流电动构造原理与应用..

1绪论1.1 直流无刷电动机发展状况电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已经遍及国民经济的各个领域，电动机主要类型有同步电动机、异步电动机与直流电动机三种。

直流电动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。

但传统的直流电动机均采用机械电刷的方式进行换向，存在相对的机械摩擦，和由此带来的噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点。

因此，早在1917年，Bulgier就提出了用整流管代替有刷直流电机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机(BLDCM: Brushless Direct Current Motor)的基本思想。

1955年，美国D·Harrison等人首次申请了用晶体管换向线路代替有刷直流电机机械电刷的专利，标志着无刷直流电机的诞生。

1978年，原联邦德国MANNESMANN公司的Indramat分部在汉诺威贸易展览会上正式推出其MAC永磁无刷直流电机及其驱动系统，标志着永磁无刷直流电机真正进入了实用阶段。

二十世纪80年代国际上对无刷电机开展了深入的研究，先后研制成方波和正弦波无刷直流电机，在10多年的时间里，无刷直流电机在国际上己得到较为充分的发展。

现代电力电子器件工艺日臻成熟，出现了功率晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、功率场效应晶体管(MOSFET)，特别是绝缘栅双极晶体管(IGBT ), MOS可控晶闸管(IGCT)的开发成功，使无刷直流电机功率驱动电路的可靠性和稳定性得到保障。

直流无刷电动机的发展也使得传统的电机学科同当代许多新技术的发展密切相关。

随着大功率半导体器件、电力电子技术、微电子技术、数字信号处理技术、现代控制理论的发展以及高性能永磁材料的不断出现，如今的无刷直流电机系统己经成为集特种电动机、功率驱动器、检测元件、控制软件与硬件于一体的典型的机电一体化产品，体现了当今工程科学领域的许多最新成果。

1.2直流无刷电机控制技术的发展常规控制器(PID控制)尽管控制精度较高，但它需要建立描述动态系统的精确的数学模型，对于未知动态变化的系统要建立精确的数学模型是比较困难的。

无刷直流电机的原理和控制——介绍

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应用领域
汽车：空调；油泵电机；电动汽车驱动电机；电动自行车；摩托车起动电机等
家用电器：变频空调；变频冰箱；变频洗衣机；吸尘器；搅拌机等；
工业自动化设备：缝纫机；高档数控加工设备、工业智能机器人、自动化生产流水线、自动纺织、包装、冶金等；精密电子设备和仪器：医疗器械；打印机；复印机等；其它：航空航天；兵器等;
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控制系统（五）
对于单相交流电源供电、电机采用三相电枢绕组时，典型的开关主电路通常由整流电路、滤波电路、缓冲电路和逆变电路构成
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控制系统（六）
逆变电路：功率开关管T1~T6、续流二极管D1~D6功率开关管Tl~T6通常为GTR、功率MOSFET、IGBT、GTO以及 MCT等功率电子器件，也可以为功率集成电路PIC或智能功率模块IPM
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控制系统（十）分立元件加少量集成电路构成的模拟控制系统
模拟控制系统控制器
基于专用集成电路的控制系统
数模混合控制系统数字控制系统
全数字控制系统
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控制系统（十一）
用微处理器取代模拟电路作为电动机的控制器有以下优点
使电路更简单可以实现较复杂的控制提高了控制的灵活性和适应性无零点漂移，控制精度高可提供人机界面，多机联网工作
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A ’

电子开关线路
V1
V2
V3

-

基本原理（二）
定子永磁转子传感器定子传感器转子
无刷直流电动机结构
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基本原理（三）
转子每转过60o，逆变器开关管换流一次、定子磁状态改变一次，电机有6个磁状态，三相各导通120o——两相导通三相六状态转子磁场顺时针连续旋转、定子磁场隔60O跳跃旋转 ——自同步电机