直流无刷风扇课程01(无刷原理说明)课品
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图文讲解无刷直流电机的工作原理导读:无刷直流电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。
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。
什么是无刷电机?无刷直流电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。
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,现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼(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。
无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。
它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点,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。
无刷直流电动机由永磁体转子、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化,沿着一定次序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,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理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。
采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,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、转子旋转时产生的磁场变化。
采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,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泡。
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。
采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机,是在定子组件上安装有电磁传感器部件(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化时,电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号(其幅值随转子位置而变化)。
无刷直流风扇原理霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器,它具有灵敏度高,线性度好,稳定性高、体积小和耐高温等特点,在机车控制系统中占有非常重要的地位。
对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。
发电机转速的检测方案可分成两类:用测速发电机检测或用脉冲发生器检测。
测速发电机的工作原理是将转速转变为电压信号,它运行可靠,但体积大,精度低,且由于测量值是模拟量,必须经过A/D转换后读入计算机。
脉冲发生器的工作原理是按发电机转速高低,每转发出相应数目的脉冲信号。
按要求选择或设计脉冲发生器,能够实现高性能检测。
所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低,构造简单,性能好。
在机车电气系统中存在着较为恶劣的电磁环境,因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。
无刷直流风扇采用无电刷马达驱动,无电磁干扰,完全克服有刷换相马达电磁干扰,噪音大,机械寿命短的缺点.广泛应用于电子电工需强制散热的应用场合。
例如霍尔开关工作原理,AX277霍尔开关电路 AX277霍尔开关集成电路是一种单片式半导体集成电路。
该电路由反向电压保护器、精密电压调节器、霍尔电压发生器、差分放大器、施密特触发器、温度补偿器和互补型集电极开路输出器等七部分组成,它具有工作电压范围宽、磁灵敏度高、负载和反向保护能力强等特点。
该电路由于具有高达300 mA的负载能力,并且是互补型输出,因此,它是无刷风扇最理想的器件。
产品特点 . 单片集成,体积小.温度补偿、工作温区宽.负载能力强.反向保护 .集电极开路,互补输出 . 4引线环氧树脂封装,售价低 . 由于采用合金锡电镀、焊接温度可降低 . 可靠性高典型应用 . 高灵敏的无触点开关 . 直流无刷电机 . 直流无刷风机说明电压调节器:当电源电压从4.5V~20V变化时,保证该电路正常工作。
反向保护器:当应用电源反接或在使用过程中受到反向脉冲电压的干扰时,对电路起保护作用,保护电压可达30V; 霍尔电压发生器:将变化的磁信号转换成相应的电信号。
直流无刷电机在各个方面得到广泛的应用,处处都可以见到它们的踪影,种类也很繁多,因为本人从事的是电动车方面的行业,故在这里我们主要讲讲电动车上直流无刷电机的原理和控制它的结构图如下:(这是一个小型直流无刷电机的结构图,是本人根据实物,用WINDOWS画图板一笔一画绘制,发了不少心血,未经同意,不得转载)当然电动车上的无刷电机线圈更多,不过和下面介绍的原理是一样的。
这样做的目的是为了简化,同时也是为了使大家更易于理解。
其实无刷电机的原理很简单,概括的说就是:当给内置霍耳传感器接通电源时,这些霍耳传感器将信号输入到控制器其实这些信号间接反映了转子所处的位置控制器对这些信号经过判断之后,作出相应的输出,并给相应的线圈通电,通电产生了磁场。
因为同性相斥,异性想吸的原理,定子和转子就相对移动。
普通无刷电机的定子是线圈(上面连有霍耳传感器),于是转子(磁钢及轮子)受迫转动。
转子一转动,内置霍耳传感器的输出信号便发生改变,控制器又输出不同方向的电流而该输出产生的磁场又刚好再次和固定磁场(磁钢)同性相斥,异性相吸,结果再次迫使转子转动,接着霍耳传感器的输出信号又再次发生改变.......这样周而复使,轮子就不断转动(每次霍耳信号改变,控制器产生的电流方向要与电机所要求的一致才行,也就是相序要匹配,轮子才会朝一个方向运动)。
文笔不好,概括不全,请大家莫怪。
电机内部霍耳传感器的正电源线即红线一般接5-12v直流电。
而以5V居多。
霍耳的信号线传递电机里面磁钢相对于线圈的位置,根据三个霍耳的信号控制器能知道此时应该如何给电机的线圈供电(不同的霍耳信号,应该给电机线圈提供相对应方向的电流),就是说霍耳状态不一样,线圈的电流方向不一样。
二,无刷电机的运行原理霍耳信号传递给控制器,控制器通过电机相线(粗线,不是霍耳线)给电机线圈供电,电机旋转,磁钢与线圈(准确的说是缠在定子上的线圈,其实霍耳一般安装在定子上)发生转动,霍耳感应出新的位置信号,控制器粗线又给电机线圈重新改变电流方向供电,电机继续旋转(线圈和磁钢的位置发生变化时,线圈必须对应的改变电流方向,这样电机才能继续向一个方向运动,不然电机就会在某一个位置左右摆动,而不是连续旋转),这就是电子换相。