无刷直流电机最终版PPT课件

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以三相星形桥式连接为例
• 1、二相导通星形三相六状态 • 2、三相导通星形三相六状态 • 3、二相三相轮流导通星形三相十二状态
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.17.源自18霍尔磁敏传感器无接触式旋转变压器和霍尔磁敏传感器是 目前被广泛采用的两种转子位置传感器。霍尔 磁敏传感器在具有质量轻、尺寸小、制造成本 低和便于大规模生产等优点的同时，存在着对 环境条件要求严、温度适应范围窄和可靠性差 等缺点。因此霍尔磁敏传感器被广泛地用于计 算机的软硬件盘驱动器、激光打印机、试听设 备和家用电器等民用电动机中。
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• 注：
霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。一 般用于电机中测定转子转速,如录象机的磁 鼓,电脑中的散热风扇等;是一种基于霍尔效 应的磁传感器。
所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金 属导体、半导体中的载流子时，产生横向电 位差的物理现象。
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无刷直流电机的基本组成
无刷直流电机主要由电机本体，位 置传感器和电子换向线路组成。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、五相 不等相)。转子由永久磁钢按一定极对数 (2p=2，4，……)组成。
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电枢绕组的连接方式
一、星形连接绕组 星形连接绕组是把所有相绕组线圈
的首段或尾端连接在一起；与之相配的 电子换向（相）电路可以是桥式线路， 也可以是非桥式电路。图（a）（b）为 星形绕组与桥式线路组合，图（c）（d） 为星形绕组与非桥式线路的组合
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• 封闭式连接绕组
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• 特殊连接的绕组
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电子换向（相）
换向（相）又可以称为“换流”。在无刷直 流永磁电机中，来自转子位置传感器的信号，经 处理后按一定的逻辑程序，驱使某些与电枢绕组 相连接的功率开关晶体管在某一瞬间导通或截止， 迫使某些原来没有电流的电枢绕组内开始流通电 流，某些原来有电流的电枢绕组内开始关断电流 或改变电流的流通方向，从而迫使定子磁状态产 生变化。我们把这种利用电子电路来实现电枢绕 组内电流变化的物理过程称为电子换向（相）或 “换流”。每“换流”一次，定子磁状态就改变 一次，连续不断地“换流”，就会在工作气息内 产生一个跳跃式的旋转磁场。
内碳刷。无刷电机以电子换向取代机械换向，无机械摩擦
，无磨损，无电火花，免维护且能做到更加密封等特点所
以技术上要优于有刷电机。
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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。
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直流无刷电机的结构
下图为直流无刷电机的外部形状
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前言：
传感器的无刷直流电机与无传感器的无刷直 流电机的基本工作原理是一致的，主要差别是有 传感器的无刷直流电机是利用如霍尔元件位置传 感器来检测转子位置信号。而无位置传感器的无 刷直流电机取消了作为位置传感器的霍尔元件， 利用一些控制算法来计算出转子位置信号。
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随着转子的转动，转子位置传感器不断地 发送出信号，致使电枢绕组不断地依次通电， 不断地改变通电状态，从而使得在某一磁极下 的线圈导体中流过的电流方向始终不变，这就 是无刷直流永磁电机的无接触式电子换向过程 的实质。
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我们可以设想：
在有刷直流电机中，如果把原先处于电动机内部的 旋转电枢翻出来变成定子，把所有被连接在机械换向器 上面的电枢绕组的引线头抽出来，并且给每一个引线头 提供一个功率晶体管开关；而把原先处于外部的静止永 磁体移入电动机的内腔变为转子，即可实现有刷与无刷 直流电机的转换，但这样必须包含大量的功率晶体管开 关元件和与之相适应的转子位置传感器，这种方法很难 实现。因此，定子电枢采用一般交流电动机中的三项绕 组，借助转子位置传感器检测出转子永磁体磁场与定子 电枢绕组三项轴线之间的相对空间位置，通过逻辑信号 处理和控制，来实现定子电枢三相绕组的电子换向。
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霍尔器件
——以锁存型为例
霍尔元件按功能可分为三大类：线性 型、开关型和锁存型
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锁存器霍尔元件时一个仅有“0”和“1”两 种状态的双值器件。一个双值器件有两种状态，
二个双值器件有四种状态，n个双值器件有 2n 种
状态。根据上述原则，对于最常见的“而相导通 星形三相六状态”的电机而言，一般采用三个霍 尔器件。它们在圆周的配置有两个方案：相隔60 度电角或相互间隔120度角。
无刷直流电机
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简介：
无刷电机是指无电刷和换向器（或集电环） 的电机，又称无换向器电机。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。但是，异步电动机有许 多无法克服的缺陷。
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。
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举例：“二相导通星形三相六状态无刷直流 永磁电动机的工作情况”
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逆变器是六个BG1至BG6的功率开关元件 所组成的桥式电路，霍尔转子的位置传感器 输出地A、B和C三个信号馈送至PIC18FXX31 微控制器，作为PIC18FXX31微控制器的输入 信号。然后，PIC18FXX31微控制器根据下表 所规定的驱动顺序定义，对逆变器中六个功
率开关器件的导通和截止状态进行控制
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无刷直流电机的特点
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无刷直流电机与有刷直流电机的区别，有刷电机采用
机械换向，寿命短﹑噪声大﹑产生电火花，效率低。它长
期使用碳刷磨损严重，较易损坏。同时磨损产生了大量的
碳粉尘，这些粉尘落轴承中，使轴承油加速干涸，电机噪
声进一步增大。有刷电机连续使用一定时间就需更换电机
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无刷直流电机的工作原理
在无刷直流电动机集中，电枢绕组被设置 在定子上，永磁体磁极被设置在转子上。定子 各相电枢绕组相对转子永磁体磁场的位置，由 转子位置传感器通过电子方式或电磁方式所感 知；并利用其输出信号，通过电子转换电路， 按照一定的逻辑程序去驱动与电枢绕组相连接 的相应的功率开关晶体管，把电流开关换向到 相应的电枢绕组。