直流無(wú)刷電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器介紹

1、技 術(shù) 部直流無(wú)刷電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器介紹 -培訓(xùn)講義 編制/整理：徐興強(qiáng)日期：2010-5-5一、 產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)1）既具有AC電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便等；2）又具有DC電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速性能好，運(yùn)行效率高，無(wú)勵(lì)磁損耗等；3）同時(shí)，與DC有刷電機(jī)比較：無(wú)接觸磨損，無(wú)火花，低噪音，無(wú)輻射干擾等；4）再有，與伺服電機(jī)比較：控制/驅(qū)動(dòng)原理較簡(jiǎn)單，可靈活多變，且成本較低；有較高的成套性價(jià)比，實(shí)用性很強(qiáng)。主要缺陷：低速啟動(dòng)時(shí)，有輕微震動(dòng)；但不會(huì)失步（比較于步進(jìn)電機(jī)）。二、 主要應(yīng)用方面1）在精密電子設(shè)備和器械中的應(yīng)用 如：電腦硬盤的主軸驅(qū)動(dòng)，激光打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，醫(yī)療器械，衛(wèi)星太陽(yáng)能帆板驅(qū)動(dòng)，醫(yī)療監(jiān)

2、控設(shè)備等。2）在家用電器中的應(yīng)用 如：空調(diào)器、洗衣機(jī)、電熱器、吸塵器、電風(fēng)扇、攪拌機(jī)等。3）在電瓶車/牽引機(jī)中的應(yīng)用 4）在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用 如：工業(yè)縫紉機(jī)、紡織印花機(jī)、等等；5）在軍事工業(yè)和航空航天中的應(yīng)用三、 特殊功能與性能分析# 典型特性曲線，如下： #由以上特性曲線可知：1） 電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩；2） 在同一轉(zhuǎn)速下，改變供電電壓，可以改變電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；3） 在相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，改變供電電壓，可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。即：在驅(qū)動(dòng)電路中，通過(guò)PWM方式改變供電電壓的平均值，在保證轉(zhuǎn)矩不變的情況下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的平穩(wěn)調(diào)速。#BLDC與AC交流感應(yīng)式電機(jī)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1） 轉(zhuǎn)子采

3、用永磁體，無(wú)需激勵(lì)電流。故，同樣的電功率，可以獲得更大的機(jī)械功率；2） 轉(zhuǎn)子無(wú)銅損，無(wú)鐵損，發(fā)熱更小；3） 啟動(dòng)、堵轉(zhuǎn)時(shí)力矩大，更適合于閥門打開、關(guān)閉瞬間需要力矩大的場(chǎng)合；4） 電機(jī)的輸出力矩與工作電壓、電流成正比，從而可以簡(jiǎn)化力矩的檢測(cè)電路，并更加可靠；5） 利用PWM調(diào)制方式改變供電電壓的平均值，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速，使調(diào)速、驅(qū)動(dòng)功率電路更加簡(jiǎn)單，綜合成本降低；6） 利用PWM調(diào)低供電電壓來(lái)啟動(dòng)電機(jī)，可以有效減小啟動(dòng)電流；7） 采用PWM調(diào)制的直流電壓，相對(duì)于正弦交流電壓，電磁輻射更小，對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾更?。?） 采用閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制電路，可在負(fù)載力矩變化時(shí)，保持電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變。 #BLDC的特殊

4、功能和性能綜述：1） 開關(guān)閥的速度可調(diào)由上曲線，BLDC啟動(dòng)時(shí)力矩大，有利于閥門打開、關(guān)閉瞬間需要力矩大的場(chǎng)合；且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。2） 分段變速運(yùn)行：適于不同的行程段有不同的運(yùn)行速度要求之場(chǎng)合。3） 柔性開啟和關(guān)閉 從最低檔逐漸升速，直到用戶設(shè)定值；可以降低啟動(dòng)電流，減小減速齒輪的撞擊等。4） 自動(dòng)變速：由給定值和反饋值比較后形成偏差值，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。5） 無(wú)摩擦制動(dòng)：不需要專門的制動(dòng)電路或裝置。電機(jī)斷電后，轉(zhuǎn)子動(dòng)能通過(guò)定子線圈轉(zhuǎn)化成電能，若將輸出短路，則該電能將會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)作用，使電機(jī)立刻停止。6） 力矩檢測(cè)和過(guò)力矩保護(hù)通過(guò)檢測(cè)直流電機(jī)的電流來(lái)計(jì)算輸出力矩，使檢測(cè)電路簡(jiǎn)單、可靠。四、

5、馳卡沙（TSUKASA）電機(jī)介紹參見馳卡沙產(chǎn)品手冊(cè)TG-99、TG-22系列。五、 AT-10K /AT-30K驅(qū)動(dòng)器介紹參見艾而特AT-10K/AT-30K產(chǎn)品規(guī)格書（見后面附件）六、 市場(chǎng)業(yè)務(wù)宣導(dǎo)與推廣建議1）替代AC異步電機(jī)場(chǎng)合： 重點(diǎn)突出：低速平穩(wěn)特性，無(wú)勵(lì)磁損耗，體積小，高效率，發(fā)熱少，節(jié)能減排等環(huán)保優(yōu)點(diǎn)。2）替代DC有刷電機(jī)場(chǎng)合： 重點(diǎn)突出：無(wú)換向碳刷，無(wú)滑環(huán)摩擦，無(wú)損耗，無(wú)火花、噪音和電磁干擾；使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。3）競(jìng)爭(zhēng)伺服電機(jī)的場(chǎng)合： 重點(diǎn)突出：較高的性價(jià)比和產(chǎn)品實(shí)用性，簡(jiǎn)單的控制原理和實(shí)現(xiàn)方法，避免在某些場(chǎng)合出現(xiàn)“大馬拉小車”的資源浪費(fèi)情況，避免系統(tǒng)工程師在設(shè)計(jì)選型時(shí)，由AC

6、電機(jī)直接上升到伺服電機(jī)的“跳級(jí)”現(xiàn)象。正確導(dǎo)向應(yīng)是：AC電機(jī)-DC電機(jī)（無(wú)刷）-伺服電機(jī)4）配套驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品特點(diǎn) 重點(diǎn)突出：控制方案靈活多變，配套型號(hào)規(guī)格齊全，通用性和兼容性強(qiáng)，自主設(shè)計(jì)開發(fā)可行性強(qiáng)，維修方便等。產(chǎn) 品 規(guī) 格 書產(chǎn)品名稱：直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（PCB組件）產(chǎn)品型號(hào)：AT-10K / AT-30K文件編號(hào)：當(dāng)前版次：B版發(fā)行范圍：公司內(nèi)部 / 業(yè)務(wù)客戶 生效日期：2010年5月10日編制/日期：李軍華 / 2010-5-6核準(zhǔn)/日期：徐興強(qiáng) / May8, 20101.0 功能特點(diǎn)l 工業(yè)級(jí)MCU控制，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠；l 啟動(dòng)、停止、換向、無(wú)級(jí)調(diào)速功能；l 過(guò)電流保護(hù)功能；l 接

7、口簡(jiǎn)便，有較高的產(chǎn)品性價(jià)比。2.0 主要應(yīng)用AT-10K：專業(yè)配套TSUKASA /TG-22系列電機(jī)或同等規(guī)格的其它品牌電機(jī)（BLDC）。AT-30K：專業(yè)配套TSUKASA /TG-99系列電機(jī)或同等規(guī)格的其它品牌電機(jī)（BLDC）。3.0 技術(shù)規(guī)格AT-10K（配套馳卡沙TG-22）：序 號(hào)項(xiàng) 目規(guī) 格 描 述備 注1.電源電壓DC12V / DC24V ±10% +/-極性2.消耗電流（空載）DC60mA max. at DC24V控制電路3.輸出電流（帶負(fù)載能力）DC2.0A max. at DC24V4.調(diào)速范圍500rpm min.5.過(guò)電流保護(hù)負(fù)載電流保護(hù)閥值2.0A，

8、并自復(fù)到允許值堵轉(zhuǎn)或故障時(shí)6.使用環(huán)境條件溫度：0-+40 濕度：85%RH以下7.保存環(huán)境條件溫度：-10-+60 濕度：85%RH以下8.外形尺寸67.0mm x 44.0mm x 28.0mm max.9.產(chǎn)品重量50g以下AT-30K（配套馳卡沙TG-99）：序 號(hào)項(xiàng) 目規(guī) 格 描 述備 注1.電源電壓DC12V/DC24V ±10% +/-極性2.消耗電流（空載）DC60mA max. at DC24V控制電路3.輸出電流（帶負(fù)載能力）DC3.0A max. at DC24V4.調(diào)速范圍70rpm min.5.過(guò)電流保護(hù)負(fù)載電流保護(hù)閥值3.0A，并自復(fù)到允許值堵轉(zhuǎn)或故障時(shí)6

9、.使用環(huán)境條件溫度：0-+40 濕度：85%RH以下7.保存環(huán)境條件溫度：-10-+60 濕度：85%RH以下8.外形尺寸67.0mm x 44.0mm x 28.0mm max.9.產(chǎn)品重量50g以下第1頁(yè) 共2頁(yè)4.0 接線端子示意圖AT-10K: AT-30K: 接口定義如下：J1：Vm / GND ：DC12V-24V供電電源，Vm接DC+，GND接DC-J2：U / V / W ：接馬達(dá)3相驅(qū)動(dòng)電源 a / b / c ： 接馬達(dá)的3個(gè)位置傳感器（HALL） +5V / GND：接馬達(dá)霍爾傳感器供電電源 J3：S（Speed）：調(diào)速信號(hào)輸入，模擬量，0.5V4.5VDC連續(xù)可調(diào)； ST（Stop）：急停信號(hào)輸入，開關(guān)量，低電平（接地）有效； D（Direction）：換向信