直流無刷電機(jī)的原理與控制

1、直流無刷電機(jī)的原理與控制作者：micstone    直流無刷電機(jī)在各個(gè)方面得到廣泛的應(yīng)用，處處都可以見到它們的蹤影，種類也很繁多，因?yàn)楸救藦氖碌氖请妱?dòng)車方面的行業(yè)，故在這里我們主要講講電動(dòng)車上直流無刷電機(jī)的原理和控制    它的結(jié)構(gòu)圖如下：（這是一個(gè)小型直流無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)然電動(dòng)車上的無刷電機(jī)線圈更多，不過和下面介紹的原理是一樣的。這樣做的目的是為了簡化，同時(shí)也是為了使大家更易于理解。   其實(shí)無刷電機(jī)的原理很簡單，概括的說就是：當(dāng)給內(nèi)置霍耳傳感器接通電源時(shí)，這些霍耳傳感器將信號(hào)輸入到控制

2、器其實(shí)這些信號(hào)間接反映了轉(zhuǎn)子所處的位置控制器對這些信號(hào)經(jīng)過判斷之后，作出相應(yīng)的輸出，并給相應(yīng)的線圈通電，通電產(chǎn)生了磁場。因?yàn)橥韵喑?，異性想吸的原因，定子和轉(zhuǎn)子就相對移動(dòng)。普通無刷電機(jī)的定子是線圈（上面連有霍耳傳感器），于是轉(zhuǎn)子（磁鋼及輪子）受迫轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子一轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)置霍耳傳感器的輸出信號(hào)便發(fā)生改變，控制器又輸出不同方向的電流而該輸出產(chǎn)生的磁場又剛好再次和固定磁場（磁鋼）同性相斥，異性相吸又再次迫使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，接著霍耳傳感器的輸出信號(hào)又再次發(fā)生改變.這樣周而復(fù)使，輪子就不斷轉(zhuǎn)動(dòng)。直流電機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)一、直流電機(jī)工作原理      

3、60;         *               直流發(fā)電機(jī)的工作原理                *          

4、     直流電動(dòng)機(jī)的工作原理                *               電機(jī)的可逆運(yùn)行原理兩個(gè)定理與兩個(gè)定則1、 電磁感應(yīng)定理 在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體將會(huì)感應(yīng)電勢，若磁場、導(dǎo)體和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向三者互相垂直，則作用導(dǎo)體中感應(yīng)的電勢大小為：  e

5、 = B·l·v    符號(hào)                                     物理量       

6、;                              單位B                    &

7、#160;     磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度                               Wb/m2        v    

8、60;                     導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度                            &#

9、160;         米/秒l                           導(dǎo)體有效長度             &#

10、160;                         me                         

11、; 感應(yīng)電勢                                              V   電勢的方

12、向用右手定則       2.電磁力定律 載流導(dǎo)體在磁場中將會(huì)受到力的作用，若磁場與載流導(dǎo)體互相垂直 (見下圖)，作用在導(dǎo)體上的電磁力大小為：f = B·l·i 符號(hào)                             

13、60;              物理量                                    單位 i

14、                                         導(dǎo)體中的電流         

15、;                            A l                      &

16、#160;                  導(dǎo)體有效長度                               

17、      m f                                         電磁力   

18、0;                                           N力的方向用左手定則（一）直流發(fā)電機(jī)的工作原理1.直流發(fā)電機(jī)的原理模型2.發(fā)電機(jī)工作原理&

19、#160;  a、直流電勢產(chǎn)生    用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電樞使之逆時(shí)針方向恒速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈邊 a b 和 c d 分別切割不同極性磁極下的磁力線，感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢    直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢    因?yàn)殡娝?A 通過換向片所引出的電動(dòng)勢始終是切割N 極磁力線的線圈邊中的電動(dòng)勢。所以電刷 A 始終有正極性，同樣道理，電刷 B 始終有負(fù)極性。所以電刷端能引出方向不變但大小變化的脈動(dòng)電

20、動(dòng)勢   b、結(jié)論    線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢是一種交變電動(dòng)勢，而在電刷 A B 端的電動(dòng)勢卻是直流電動(dòng)勢。  （二）直流電動(dòng)機(jī)的工作原理  1.直流電動(dòng)機(jī)的原理模型（圖1.1.5）直流電動(dòng)機(jī)的工作原理                要使電樞受到一個(gè)方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵在于：當(dāng)線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時(shí)地加以變換，

21、即進(jìn)行所謂“換向”。 為此必須增添一個(gè)叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個(gè)極下線圈邊中電流始終是一個(gè)方向，就可以使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)的旋轉(zhuǎn),這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理（三）電機(jī)的可逆運(yùn)行原理                     從上述基本電磁情況來看：一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行,這種原理在電機(jī)理論中稱為可逆原理    二

22、、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)                     旋轉(zhuǎn)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式 , 必須有滿足電磁和機(jī)械兩方面要求的結(jié)構(gòu)                     旋轉(zhuǎn)電機(jī)必須具備靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩大部分1.直流

23、電機(jī)靜止部分稱作定子                    作用 - 產(chǎn)生磁場                    由主磁極、換向極、機(jī)座和電刷裝置等組成2.直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱作轉(zhuǎn)子(通常稱作電樞) 

24、0;                  作用 - 產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢由電樞鐵心和電樞繞組、換向器、軸和風(fēng)扇等組成直流電機(jī)電樞照片(一) 直流電機(jī)的靜止部分1.主磁極是一種電磁鐵，用 1-1.5 毫米厚的鋼板沖片疊壓緊固而成的鐵心2.換向極（又稱附加極或間極）              

25、;        作用 - 改善換向                      換向極裝在兩主磁極之間，也是由鐵心和繞組構(gòu)成                &#

26、160;     鐵心一般用整塊鋼或鋼板加工而成；換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)圖1.1.11                   主磁極和換向極示意圖3.機(jī)座           機(jī)座通常由鑄鐵或厚鐵板焊成，有兩個(gè)作用：     &#

27、160;               固定主磁極、換向極和端蓋；                     作為磁路的一部分。 機(jī)座中有磁通經(jīng)過的部分稱為磁軛4.電刷裝置 (圖1.1.12)                      作用-把直流電壓、直流電流引入或引出