全套课件 《特种电机及其控制》-孙建忠
教学课件 《电机与拖动(第3版)》孙建忠
N N F N 2
L i i i Rm Rm
e d L d i u
dt
dt
E jLI
右手定则
15
2. 电路方程 u = uR－e
u Ri L di dt
U RI jLI ZI
※ 电抗：X = L = 2f L ※ 阻抗：Z = R＋jX
• 铁心线圈电路：
大连理工大学电气工程学院 刘凤春制作
44
◆ 电枢反应
※ 物理中性线：将通过圆心和电枢圆周 上径向磁密为零的点连接成的直线。
大连理工大学电气工程学院 刘凤春制作
45
◆ 电枢反应的结果： ①气隙磁场发生了畸变并有一定的去磁作用：
电枢圆周上几何中性线处径向磁密不再为零。 磁路不饱和时，每极下的磁通量不变； 磁路饱和时，每极下的磁通量减少了。
= Rm11＋Rm22
或 Ni = H1l1－H3 l3
= Rm11－Rm33
• 一般：
Fk Hklk Rmkk
11
【例1-1】 图示的磁路由电工钢片叠压而成，铁心的 叠压系数为 kFe= 0.94，各段铁心的截面积相同，均为 A = 0.8×10-3 m2，各段磁路的长度分别为 l1 = 0.08 m, l2= 0.1 m, l3= 0.037 m, l4= 0.037 m，l5 = 0.1 m， = 0.006 m， 已知 Fe = 1900 0，N = 2000，如要求铁心中 =1×10-3 Wb, 求需要多大的励磁电流。
气隙：
Hδ
B
0
0 A
1 103 4π107 0.8103
A/
m
9.947 105
A/
m
Hδ 9.947105 0.006 A 5968.2 A
特种电机的结构、控制原理及应用.
课程设计报告课题名称特种电机的结构、控制原理及应用目录摘要 (II)ABSTRACT........................................................................................................................................ I II 第1章绪论 . (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题意义及主要工作 (1)第2章步进电动机 (2)2.1步进电动机的分类、结构及特点 (2)2.1.1步进电动机的分类 (2)2.1.2步进电动机的结构及特点 (2)2.2步进电动机的工作原理、主要参数及特性 (4)2.2.1步进电动机的工作原理 (4)2.2.2主要参数及特性 (5)2.3步进电动机的应用 (6)第3章三相交流伺服电动机 (7)3.1交流伺服电动机结构 (7)3.2交流伺服电动机工作原理 (7)3.2.1交流伺服电动机工作原理 (7)3.2.2交流伺服电动机有以下三种转速控制方式 (8)3.3三相交流伺服电动机的应用 (8)第4章总结 (9)参考文献 (10)谢辞 .................................................................................................................. 错误！未定义书签。
摘要随着自动化技术、计算机技术、电力电子技术的发展，特别是高性能永磁材料的问世，电动机制造技术水平得到了极大的提高，也为特种电动机的制造、控制和应用提出了更高的要求，提供了更广阔的发展空间。
本旨在通过对特种电动机的构造、调速控制原理及应用的介绍，达到快速学习特种电动机控制技术及应用的目的。
本次课题设计着重介绍步进电动机、伺服电动机的的结构、控制原理及应用。
关键词：特种电机、步进电动机、伺服电动机ABSTRACTAlong with the automation technology, computer technology, the development of power electronic technology, especially the high performance permanent magnetic materials available, motor manufacturing technology level has been greatly improved, but also for the special motor manufacturing, control and application put forward higher request, provided more vast development space.This aims to construct special motor, speed control principle and application, achieve rapid learning special motor control technology and application for the purpose of. This design introduced the stepper motor, servo motor structure, control principle and application.Keywords:special motor, stepper motor, servo motor第1章绪论1.1 课题背景当今世界，各种先进的科学技术飞速发展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。
微控电机与特种电机学习PPT教案
01
02
03
驱动方式选择
根据特种电机的特性和应 用需求，选择合适的驱动 方式，如直流驱动、交流 驱动或脉冲驱动等。
电路设计
设计合理的电路结构，包 括电源电路、驱动电路、 保护电路等，以确保电机 稳定可靠地运行。
元器件选型
选用高质量的元器件，如 电阻、电容、二极管、晶 体管等，以提高电路的可 靠性和稳定性。
控制方法
02
探讨不同的控制方法，如PID控制、自适应控制、神经网络控制
等，并分析其优缺点及适用范围。
控制精度与稳定性
03
分析不同控制策略和方法对微控电机控制精度和稳定性的影响
，并提出相应的优化措施。
典型应用案例分析
机器人关节驱动
介绍微控电机在机器人关节驱动中的应用，分析其对机器 人运动性能的影响，并探讨如何优化驱动和控制方案。
性能指标
评价特种电机性能的主要指标包括额 定功率、额定转速、额定转矩、效率 、调速范围、定位精度等。这些指标 直接影响电机的应用范围和性能表现 。
04
微控电机驱动与控制技术
驱动方式选择及电路设计
1 2 3
驱动方式选择
根据微控电机的特性和应用需求，选择合适的驱 动方式，如电压驱动、电流驱动或PWM驱动等 。
学习方法与要求
学习方法
本课程采用理论讲授、实验操作和案例分析相结合的教学方法。学生应认真听讲 、积极思考、勤于实践，注重理论与实践的结合。
学习要求
学生应掌握微控电机和特种电机的基本原理、结构特点、控制方法及应用技术； 具备独立分析和解决电机问题的能力；了解电机领域的前沿技术和发展趋势。同 时，学生还应具备良好的团队协作精神和创新意识。
控制策略与方法探讨
[学习]孙建忠电机与拖动第8章直流电动机的电力拖动
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•电机与拖动
•3. 减小励磁电流时的人为特性
•n =••CUENΦ •－•CE•CRTaΦ2 •Te
••nn0012••Φ•nΦ1 2 •n0
•ΦN＞Φ1＞Φ2
•ΦN
•O
•Tst•Te
•堵转转矩 •Tst= CTΦUN/Ra
•n02••nΦ2 •n01•Φ1 •n0
•ΦN
•O
•Ist
•I
a
•堵转电流
•电机与拖动
•三、减弱磁通调速
•n不能跃
•Φ↓ 变
•E↓•→Ia↑ •→Te↑ •→n↑
•→E 下降至某一最小值后回升•→ Ia 和 Te上升至某一最大
•值后下降•→Te = T•L→n = nc
•→ Ta = Tc ，Ia1＜ Ia2 •n
•c
•a •TL
•O
•＞
•b•Φ2 •Φ1
•Te
•电机与拖动
nc |
•nc
•校验:
•Ra＋Rb≥
•Eb •(1.5~2)
IaN
•a •1
•Te •TL •c ’ •2' •c •2
•电机与拖动
第1章 控制电机绪论
2019年4月2日8时40分 10
磁力线的分布和方向：
I
B
B
I I
I I
磁力线的特性： ① 磁力线的回转方向和电流方向之间的关系遵 守右手螺旋法则。 ② 磁力线总是闭合的，既无起点，也无终点。 ③ 磁场中的磁力线不会相交。
2019年4月2日8时40分 11
H B r 0 0 H B0
也即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应强度B 与在同样电流下真空时该点的磁感应强度B0之比的 倍数。 自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可分为 磁性材料和非磁性材料。
2019年4月2日8时40分 16
主讲教师 王艳萍
参考教材： 《自动控制元件》葛伟亮编著 北京理工大学出 版社 《电机与拖动》孙建忠等编著 机械工业出版社
2019年4月2日8时40分 1
第一章 绪 论
2019年4月2日8时40分
2
1.1 控制电机在自动控制系统中的作用
在各类自动控制系统、 遥控和解算装置中， 需 要用到大量的各种各样的元件。 控制电机就是其中的重要元件之一。 它属于机电元件， 在系统中具有执行、 检测和 解算的功能。 虽然从基本原理来说， 控制电机与普通旋转电 机没有本质上的差别， 但后者着重于对电机的 力能指标方面的要求， 而前者则着重于对特性、 高精度和快速响应方面的要求， 满足系统对它 提出的要求。
2019年4月2日8时40分 6
控制电机的用途与分类 按用途分为两大类： 功率元件（执行元件）和信号元件（测量元件）。
1. 功率元件：用于转换转矩或功率。
这类控制电机能快捷而 正确地执行频繁变化的 位置和速度指令，带动 负载完成规定的动作。 如：交、直流伺服电动机 步进电动机 力矩式自整角机
特种电机电子教案
《控制及特种电机》教案教案2009 - 2010 学年第 2 学期课程名称：控制及特种电机课程编号： 074100026 学院、专业、年级：电气071，电气072任课教师：余发军教师所在单位：信息工程系中原工学院信息商务学院课程简介课程编号 074100026 适用专业：电气工程及其自动化专业总学时数：60学时学分数： 4学分理论教学时数：52 实验教学时数：8本课程为电气工程及其自动化专业必选课。
主要讲述伺服电机、步进电机、自整角机、旋转变压器、永磁电机、开关磁阻电动机、低速同步电动机、直线电动机、实心转子与复合转子感应电动机的工作原理、结构及运行。
通过本课程的学习使学生能熟练的掌握控制及特种电机的工作原理、结构、运行控制及设计。
为以后的工作打下良好基础。
针对本课程的特点主要采用理教、实验参观和上机来完成教学环节。
教学大纲课程名称：控制及特种电机课程编号：074100026 适用专业：电气工程及其自动化专业总学时数： 60学时学分数： 4学分理论教学时数：52 实验教学时数： 8课程的性质、目的与任务本课程为电气工程及其自动化专业必选课。
主要讲述伺服电机、步进电机、自整角机、旋转变压器、永磁电机、开关磁阻电动机、低速同步电动机、直线电动机、实心转子与复合转子感应电动机的工作原理、结构及运行。
一、课程教学的基本要求通过本课程的学习使学生能熟练的掌握控制及特种电机的工作原理、结构、运行控制及设计。
为以后的工作打下良好基础。
针对本课程的特点主要采用理教、实验参观和上机来完成教学环节。
二、基本内容绪论：主要讲述特种及控制电机概念、历史、发展及应用领域。
第一章伺服电动机概述；直流伺服电机；无刷直流电动机；直流力矩电机；两相伺服电机；伺服电动机的应用举例第二章开关磁阻电动机及其控制。
主要讲述开关磁阻电机结构、原理、设计及应用。
1、开关磁阻电动机及其控制开关磁阻电动机传动系统的组成；开关磁阻电动机的工作原理。
孙建忠电机与拖动直流电机动态版
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A1
B1
A2
B2
B2
5' 2 4' 1 3' 12
※ 电刷的中心线对着磁极的中心线。
大连理工大学电气工程系
◆直流电枢绕组连接规律
2 1 3 4
Ia +
1 e A e 8
2 3 e e e Ee 7 6 电动机
4 e B e 5
－
A
8
B
5
7
6Hale Waihona Puke Ia +二、直流电枢绕组 构成：用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，上下 层以及线圈与电枢铁心间要妥善地绝缘，并用槽楔 压紧。
a）元件边嵌放 直流绕组构成示意图 大连理工大学电气工程系
b）元件截面
◆ 元件——线圈
◆极距——在电枢表面，一个磁极所跨过的距离 （可用槽数表示）。
◆元件的节距——元件的上层边与下层边之间的距 离（可用槽数表示，接近一个极距）。
⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕ ⊕⊕
大连理工大学电气工程系
2.4 直流电机的电动势和电磁转矩
一、电动势 E
1. 产生: 电枢旋转 n 总磁场 Φ 2. 分析： e →∑e →E
——每极磁通量
l —— 电枢长度
—— 极距
气隙平均磁密
Bav
l
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机械能
电能
N
e
S 原动机 做功
－ E ＋
S 输出 直流电
Φ
感应电动 势、电流
电磁转矩 （阻转矩）
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eabcd
t
线圈的电动势波形
电动车电机专一讲解优秀课件
加 工 要 求
❖ 必须先浸漆后干燥。
❖ 内阻越小越好。
❖ 漆膜要均匀科学。
性能 要求
绝缘层耐温要求≥130℃。 匝间绝缘电阻≥200MΩ。
特种电机及其控制
7
电机轴：电机轴一般材料为40cr，要求要热处理其硬度为22-25，强度要好， 要能有抗冲击的能力。牙纹要清晰干净，可拧性要好。加工工艺要好，尤 其是中心孔的位置，要求一定要正中，不能偏，否则会影响抗冲击的强度。 再有就是设计要合理科学，我们现在用的轴70%是端口直接出线，其缺点 为：强度差、导线易压断、中心孔加工比较难等特点，如果改为斜出线， 以上的缺点就会迎刃而解，尤其要指出的是要文明生产，我司现在生产的 电机轴最多的问题就是a:螺纹受伤较严重、b:螺纹的幅值不够易滑丝。
径、皮厚、材料、强度等。
❖ 引外露引出线长度与厂家要求相符。 ❖ 线径与厂家要求相符。
材
加性 工能 要要 求求
耐高温 ≥180℃
质 镀锡氟，无刷电机一般是工作在大电流状态，相线有大的电 流流过、霍尔线是传感器信号，可靠地将信号输出时特别重要的，有时一 个信号没有输出可能会烧毁一辆车，故其可靠接触是第一要务。为此要求 相线接插件：材料为磷青铜，既要弹性好又要有强度，接触电阻一定要小， 接插件要有一定的厚度，我司要求为0.7，这样接插件的热量就比较小，合 格率就高，工作寿命就比较长。霍尔接插件，一般要求厚度为0.5材料易选 磷青铜，最主要点是其弹性一定要好，接触一定要可靠，电镀质量一定要 好，不能氧化，插件锁定倒钩一定要牢靠，走电流是次要的，在这里可以 不考虑。 现在行业中很多品牌厂家就指定用某一品牌，我们公司也要向这一方面发 展，看起来一开始价格是高了一点，但是综合售后情况来看，这样是绝对 有利的。举例说明：速派奇电动车公司就是因为一个接插件接触不可靠而 与南京一个大经销商闹矛盾，最后损失很大。
第4章特种电机课件
性能评价与优缺点分析
1. 永磁体退磁风险
在高温或强磁场环境下，永磁体可能发生退磁现象，影响电机性能。
2. 控制复杂度高
为了实现高性能控制，PMSM需要采用复杂的控制算法和精确的传感器，增加了控制系统的复杂度和成本。
03
开关磁阻电机
工作原理及结构特点
工作原理
开关磁阻电机利用磁阻最小原理，通过控制电流脉冲的幅值、宽度和相位来实现电机转矩和转速的控 制。
驱动方式
直线电机的驱动方式主要有电压驱动、电流驱动和功率 驱动。电压驱动是通过改变电机的端电压来控制电机的 运动，具有简单、易实现的优点，但动态响应较慢。电 流驱动是通过改变电机的电流来控制电机的运动，具有 较快的动态响应，但需要较复杂的电流控制电路。功率 驱动则是通过同时改变电机的电压和电流来控制电机的 运动，具有较快的动态响应和较高的控制精度，但需要 更复杂的功率控制电路。
应用领域
主要用于微型机器人、智 能家居、玩具等领域。
光驱动微型特种电机
工作原理
应用领域
利用光能转换为机械能，通过光照射 驱动电机转动。
主要用于光控系统、微型机器人、精 密仪器等领域。
结构特点
由光电转换器件、微型电机和输出轴 等组成，具有非接触驱动、响应速度 快、精度高等优点。
THANKS
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结构特点
PMSM主要由定子、转子和永磁体组成。定子一般采用三相绕组，转子则采用 永磁体产生磁场。根据永磁体在转子上位置的不同，PMSM可分为表贴式和内 置式两种结构。
控制策略与调速方法
控制策略
PMSM的控制策略主要包括矢量控制（FOC）和直接转矩控 制（DTC）。矢量控制通过变换电流来控制电机转矩和磁通 ，实现高性能调速；直接转矩控制则直接对电机转矩进行控 制，具有快速响应特性。
汽车同步器结构与应用
汽车同步器结构与应用作者：黄俊来源：《科技创新与生产力》 2013年第1期黄俊（柳州上汽汽车变速器有限公司，广西柳州 545006）摘要：介绍了汽车同步器的应用背景与要求，论述了汽车同步器的结构组成与工作原理，对SC16M5型变速器进行了同步测试，取得了很好的效果。
该综合测试系统的提出为汽车同步器性能的提高具有现实意义。
关键词：汽车；同步器；变速器；测试中图分类号：U463.212 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2013.01.081由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换挡位时存在一个“同步”问题。
因此设计师创造出“同步器”，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合[1]。
理想的同步器应该具有良好的同步性能和锁止性能，既能用较小的换挡力得到尽量少的同步时间，而且要保证同步器的输入输出端角速度在未达到一致时接合套与锁环不会进入接合[2]。
1 汽车同步器的应用背景与要求1.1 汽车同步器的应用背景现代人对于汽车舒适性的追求，要求换挡平稳迅速，省力无冲击。
而这反映到变速器上就是换挡时同步器冲击反馈到变速杆上[3]。
同步器是汽车变速器的重要部件，它使同步器输入、输出部分同步后再结合，从而减小了换挡时的冲击和噪声，减轻换挡力，使得换挡平顺，轻便，减轻驾驶员的疲劳。
1.2 汽车同步器的要求为了保证变速器能换挡平顺、轻便，减小驾驶者所能感受到的冲击和噪声，减轻换挡力，同步器的设计一般有以下要求：选择合适的摩擦半径和摩擦锥面角，使之满足变速器同步时间的要求；操纵迅速而省力；同步容量足够大，工作平稳，低噪声；体积小、质量轻，工作可靠；使用寿命长等。
2 汽车同步器的结构组成与工作原理2.1 同步器结构同步器使变速器换挡轻便、迅速，无冲击，无噪声，且可延长齿轮寿命，提高汽车的加速性能并节油，故轿车的变速器除倒挡、货车变速器除I挡、倒挡外，其他挡位多装用同步器。
孙建忠电机与拖动-第8章 直流电动机的电力拖动.ppt
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二、降低电枢电压起动
自动调节电压，平滑起动，损耗小。 需要可调直流电源。
n
n0
h
f
d
b
O
TL T2(I2)
g e
UaN
c Ua1
a Ua2
T1(I1) Ua3 Te
大连理工大学电气工程系
电机与拖动
三、 他励直流电动机的反转
Te = CTΦ Ia
1. 磁场反向
n n0
● Lf大，过渡过程时间长。 ● 容易使绕组断开。
n
二、人为机械特性
n0
Ra
Ra1
1. 电枢回路串电阻的人为特性:
Ra2
n
=
UN CEΦN
－
Ra+Rc CECTΦN2
Te
O Ra＜Ra1＜Ra2 Te
Ra↑ →β↑ →α↓ 即机械特性变软。
大连理工大学电气工程系
电机与拖动
2. 降低电枢电压时的人为特性
n=
Ua －
CEΦ N
Ra CECTΦN2
Te
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电机与拖动
3. 起动级数已定时的起动电阻的计算
(1) 测出或由铭牌数据估算出 Ra； (2) 确定最大起动电流 I1，计算：
Rm =
UN I1
β=
m Rm Ra
(3) 确定切换电流 I2
I2 =
I1 β
校验：
I2 >(1.1~1.2) IL
(4) 确定各段总电阻值和各段电阻值。
电机与拖动
第 8 章 直流电动机的电力拖动
8.1 他励直流电动机的机械特性 8.2 他励直流电动机的起动 8.3 他励直流电动机的调速 8.4 他励直流电动机的制动 8.5 他励电动机的四象限运行
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特种电机及其控制
18
A
D
B
C
主电路选择原则
绕组利用率：三相绕组优于四相、五相绕组 转矩脉动：相数越多，转矩脉动越小 电路成本：相数越多，电路成本越高
星形联接三相桥式主电路应用最多
特种电机及其控制
19
3. 位置检测器
有位
置传
感器
位置
检测
检测 器
无位 置传 感器 检测
特种电机及其控制
磁敏式 光电式 电磁式 接近开关式 正余弦变压器 编码器 反电动势检测 续流二极管工作状态检测 定子三次谐波检测 瞬时电压方程法
特种电机及其控制
22
工作原理
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，
两相导通三相六状态 磁 V三6极开相图通各示→导位A通、置1B2→相0o位—导置—通信→号I:E→+-逻A-辑B-E变- 换→电→V机1、
磁极转过60o图示位置→位置信号→逻 辑变换→V1、V2 开通→ A、C相导通→I:
20
4. 控制器
模拟 控制 系统
控制 器
数字 控制 系统
分立元件加少量集 成电路构成的模拟 控制系统
基于专用集成电路 的控制系统
数模混合控制系统
全数字控制系统
控制器是无刷直流电动机正常运行并实现各种调速伺服 功能的指挥中心
特种电机及其控制
21
1.1.2 基本工作原理
永磁无刷直流 电机系统图
控制电路对转子位置传感器检测的信号进行逻辑变换后产生脉宽调制PWM信号，经过 驱动电路放大送至逆变器各功率开关管，从而控制电动机各相绕组按一定顺序工作， 在电机气隙中产生跳跃式旋转磁场。
无刷直流电动机出力大、控制简单、成本低，其调 速性能已能达到低速转矩脉动小于3％、调速比大 于1:10000的水平，因而越来越多地受到人们的青 睐。
无刷直流电动机与永磁同步电动机两种驱动模式的波形比较如下图所 示。
特种电机及其控制
25
B
B
O
O
t
t
ea
ea
O
O
t
t
ia
ia
O
O
t
t
Ta
Ta
OOtt来自TeTeO
O t
t
(a) 无刷直流电动机
(b) 永磁同步电动机
特种电机及其控制
26
1.2 无刷直流电动机的主电路及其工作方式
无刷直流电动机的主电路主要有星形联结三相半桥式、星形联结三相 桥式和角形联结三相桥式三种形式。
1.2.1 星形连接三相半桥主电路
US
A
B
C
特种电机及其控制
VT1 H1 H2 H3
VT2
VT3
27
在三相半桥主电路中，位置信号有1/3周期为高电平、2/3 周期为低电平，各传感器之间的相位差也是1/3周期，如 图所示。 H1
0 120 240 360 480
t
H2
0 120 240 360 480
t
H3
0 120 240 360 480
t
旋转磁场在360电角度范围内有三种磁状态，每种 磁状态持续120电角度。我们把这种工作方式叫做单 相导通星形三相三状态。
US
US
A
B
C
A
B
C
D
a) 三相半桥主电路
特种电机及其控制
b) 四相半桥主电路
14
2. 逆变器
2) 桥式——全控型
VT1 VD1 VT3 VD3 VT5 VD5
A
US
C
B
VT4 VD4 VT6 VD6 VT2 VD2
c) 星形联结三相桥式主电路
特种电机及其控制
15
2. 逆变器
2) 桥式——全控型
传感器：H1=1 H2=0 H3=0 导通相：B
4
特种电机及其控制
传感器：H1=1 H2=1 H3=0 导通相：C
5
特种电机及其控制
传感器：H1=0 H2=1 H3=0 导通相：C
6
特种电机及其控制
传感器：H1=0 H2=1 H3=1 导通相：A
7
特种电机及其控制
传感器：H1=0 H2=0 H3=1 导通相：A
特种电机及其控制
28
1.2.2 星形连接三相桥式主电路
+
VT1
VT3
VT5
US
A
B
C
VT4
VT6
VT2
-
位置检测器的三个输出信号通过逻辑电路控制这些 开关管的导通和截止，其控制方式有两种：二二导通 方式和三三导通方式。
特种电机及其控制
29
1. 二二导通方式
电机的瞬时电磁转矩可由电枢绕组的电磁功率求得：
特种电机及其控制
特种电机及其控制
1
第1章 无刷直流电动机 及其控制系统
Permanent Magnet Brushless DC Motors (PM BLDCMs)
大连理工大学电气工程系
2
三相三状态BLDCM 原理
特种电机及其控制
传感器：H1=1 H2=0 H3=1 导通相：B
3
特种电机及其控制
特种电机及其控制
无刷直流电动机结构
11
N S
S N
N S
S N
表面式磁极
N N
N
N
S
S
S
S
SS N
NS
S
S
N
N
S
N
N
嵌入式磁极
环形磁极
特种电机及其控制
内转子结构形式
12
外转子 永磁体 绕组
内定子
实际电机
结构示意图
外转子无刷直流电动机
特种电机及其控制
13
2. 逆变器
1) 非桥式（半桥式）——半控型
Te
Eaia
Ebib
Ecic
式中Ea、Eb、Ec———A、B、C三相绕组的反电动势； ia、ib、ic———A、B、C三相绕组的电流；
——转子的机械角速度。
可见，电磁转矩取决于反电动势的大小。在一定的转 速下，如果电流一定，反电动势越大，转矩越大。
特种电机及其控制
30
三相绕组的反电动势波形及其二二导通方式下的导通规律
8
特种电机及其控制
传感器：H1=1 H2=0 H3=1 导通相：B
9
1.1 无刷直流电动机系统 1.1.1 基本组成
直流电 源 控制信号
逆变器 控制器
电机本体 位置检测器
特种电机及其控制
无刷直流电机构成框图
10
输出
1. 电动机本体
定子
永磁转子 传感器定子 传感器转子
(a) 结构示意图
(b) 定转子实际结构
顺转时子针磁旋场转顺时针连续旋转、定子磁场隔60O跳跃E旋+-转A-C-E- →电机顺时针旋转
——自同步电机
特种电机及其控制
23
两相导通星形三相六状态时绕组和开关管导通顺序表
特种电机及其控制
24
1.1.3 无刷直流电动机与永磁同步电动机
由变频器供电的永磁同步电动机加上转子位置闭环 控制系统后构成自同步永磁电动机，既具有永磁直 流电动机的优异调速性能，又实现了无刷化。
VT1 VD1 VT3 VD3 VT5 VD5
US
A
VT4 VD4 VT6 VD6 VT2 VD2
C
B
d) 三角形联结三相桥式主电路
特种电机及其控制
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2. 逆变器
2) 桥式——全控型
A US
B
e)正交两相全控型主电路
特种电机及其控制
17
2. 逆变器
2) 桥式——全控型
US
f) 封闭形联结四相桥式主电路