永磁无刷直流电机ppt课件

随着转子的转动，位置传感器不断的送出信号，改变电枢绕组的通电状态，使得在 某一磁极下导体中的电流方向始终不变。
永磁无刷直流电机
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永磁无刷直流电机结构
电机本体
无刷直流电机
电子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ相线路
定子 转子
定子铁芯 定子绕组
机壳等
永磁体 导磁体 支承零部件
转子位置传感器
永磁无刷直流电机
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工作原理
永磁无刷直流电机
• 结构简单、体积小、效率高
永磁无刷直流电机
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无刷直流电机的工作原理框图
直流电源
电子换相线路
电机本体
输出
转子位置传感器
在无刷直流电机中，借助反映主转子位置的位置传感器的输出信号，通过电子换 相电路去驱动与电枢绕组连接的相应的功率开关器件，使电枢绕组依次馈电，从而在定 子上产生跳跃式的旋转磁场，驱动永磁转子旋转。
其中三条为 粗黄、粗绿、粗蓝， 是绕组引线，其余5条细线是转子位 置传感器引线。细红一般为正5伏， 细黑是5伏负极兼信号公共端，细黄、 细绿、细蓝是3个转子位置信号引线。
无刷控制器接直流电源。
无刷控制器就是靠它们提供的信 号，来改变绕组电流方向的。
无刷永磁直流电机必须匹配无刷 控制器工作。
永磁无刷直流电机
无刷控制器
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档位线 （控制正反转）
三根相线 （黄绿蓝）
霍尔线
调速线
电源 （直流）
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J转动部分的转动惯量 Ω转子机械角速度
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起动特性
起动电流（电枢电流）公式：
In 起动电流(A) U 电源电压 (V) △U 功率晶体管饱和管压降(V)
racp 电枢绕组平均电阻(Ω)
空载启动时电枢电流和转速的关系
起动电流的值可以为正常工作的电枢电流几倍到十几倍，所以起动电
磁转矩很大，电机可以很快起动，并且能带载启动。随着转子的加速，
两相导通 星形 三相
六状态 电
机工作原 理。 6
从运行过程看， 定子绕组每隔60° 电度角换向一次， 定子合成磁动势位 置就改变一次，每 相绕组每次导通 120°电度角，且 始终保持两相绕组 导通。
所以此工作方 式称为两相导通三 相六状态工作方式
永磁无刷直流电机
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几个关于永磁无刷直流电机的平衡方程
• 永磁电机没有励磁绕组，节省电机的用 铜量，减少电气铜耗。特别是在微型和 小容量范围内，电机的重量，体积，效 率和成本都得到改善，同时也不需要励 磁电源，可以减少电源的耗电量，具有 重要的经济价值
• 永磁电机中永磁材料的磁场是恒定的， 因此永磁电机电压调整率差，调速也一 般通过改变电枢电压/电流来实现
反电动势E增大，电磁转矩降低，加速转矩也减小，最后进入正常的工作
状态。
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工作特性
工作特性主要包括：电枢电流和 电机效率与输出转矩的关系。
T 输出转矩 Km转矩系数
电枢电流和输出转 矩的关系式
Iacp平均电枢电流
P1输入功率= IacpU
P2输出功率=M2n
ΣP电机总损耗
电机效率和输出 转矩的关系式
M2输出转矩
负载、效率 特性曲线
当M2=0时，即没有输出转矩时，电机效率为零。随着输出转矩增加，
电机效率也就增加。当电机的可变损耗等于不变损耗时候，电机效率达到
最大，随后，效率又开始下降。
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机械特性和调速特性
当不计U变化和电枢反映的影响时，式 子等号右边第一项为常数，所以电磁转矩随 速度的减小而线性增加。
在同一转速下改变电源电压，可以容易 的改变输出转矩，或在同一负载下改变 转速。
机械特性曲线
所以无刷直流电局调速性能很好，可通过改变电源电压实现平滑调速。
由于电机损耗中可变部分及电永磁枢无反刷映直流的电影机响，输出转矩会偏离直线
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永磁无刷直流电机的接线
常用永磁无刷直流电机有8条引 线（如图所示）。
电动势平衡方程：
电枢绕组反电动势：
U 电源电压 E 电枢绕组反电动势 Iacp 平均电枢电流 Racp 电枢绕组平均电阻 △U 功率晶体管饱和管压降
n 电机转速 Ke 反电动势系数
通过以上两式可知：
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转速不变时，转矩平衡方程： 转速变化时，转矩平衡方程：
M 电磁转矩 M2 输出转矩 M0 摩擦转矩
永磁直流无刷电机
永磁无刷直流电机
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概述
永磁直流无刷电机是 用永磁体建立 磁场，用电子换向装置代替换向器，实 现直流电能转换为机械旋转的一种直流 电机。
永磁无刷直流电机
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永磁直流电机的主要特点
• 没有换向器和电刷组组成的机械接触机 构，所以无刷电机没有换向火花，寿命 长，运行可靠，转速不受机械换向的限 制。可实现每分钟几万到几十万转的超 高转速运行。