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    BLDC電機換向怎么做?分享設計大牛的一些實戰經驗

    日期:2021-06-19 01:11
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    摘要: 無刷直流電機(或簡稱 BLDC電機)是一種采用直流電源并通過外部電機控制器控制實現電子換向的電機。不同于有刷電機,BLDC 電機依靠外部控制器來實現換向。簡言之,換向就是切換電機各相中的電流以產生運動的過程。有刷電機是指具有物理電刷的電機,其每轉一次可實現兩次換向過程,而 BLDC 電機無電刷配備,因此而得名。由于其設計特性,無刷電機能夠實現任意數量的換向磁極對。 與傳統有刷電機相比,BLDC 電機具有極大的優勢。這種電機的效率通??商岣?5-20%;沒有電刷物理磨損,因而能減少維護;無論在什么額定速度下都可以...

    無刷直流電機(或簡稱 BLDC電機)是一種采用直流電源并通過外部電機控制器控制實現電子換向的電機。不同于有刷電機,BLDC 電機依靠外部控制器來實現換向。簡言之,換向就是切換電機各相中的電流以產生運動的過程。有刷電機是指具有物理電刷的電機,其每轉一次可實現兩次換向過程,而 BLDC 電機無電刷配備,因此而得名。由于其設計特性,無刷電機能夠實現任意數量的換向磁極對。


    與傳統有刷電機相比,BLDC 電機具有極大的優勢。這種電機的效率通??商岣?5-20%;沒有電刷物理磨損,因而能減少維護;無論在什么額定速度下都可以獲得平坦的轉矩曲線。雖然 BLDC 電機并不是新發明,但由于需要復雜控制和反饋電路,所以廣泛采用的進展較為緩慢。然而,由于近期半導體技術的發展、永磁體品質提升,以及對更高效率不斷增長的需求,促使 BLDC 電機在大量應用中取代了有刷電機。BLDC 電機在許多行業找到了市場定位,包括白色家電、汽車、航空航天、消費、醫療、工業化自動設備和儀器儀表等。


    隨著行業朝著需要在更多應用中使用 BLDC 電機的方向發展,許多工程師不得不將目光投向該技術。雖然電機設計的基礎要素仍然適用,但添加外部控制電路也增加了另一系列需考慮的設計事項。在諸多設計問題中,*重要的一點是如何獲取電機換向的反饋。

    電機換向

    在深入探索 BLDC 電機反饋選項之前,先了解為什么需要它們至關重要。BLDC 電機可配置為單相、兩相和三相;其中*常用的配置為三相。 相數與定子繞組數相匹配,而轉子磁極數根據應用需求的不同可以是任意數量。因為 BLDC 電機的轉子受旋轉的定子磁極影響,所以須追蹤定子磁極位置,以有效驅動三個電機相。為此,需使用電機控制器在三個電機相上生成六步換向模式。這六步(或換向相)移動電磁場,進而使轉子永磁體移動電機軸。


                                                       圖 1:BLDC 電機六步換向模式

    通過采用這種標準電機換向序列,電機控制器即可利用高頻率脈寬調制 (PWM) 信號,有效降低電機承受的平均電壓,從而改變電機速度。除此之外,這種設置通過讓一個電壓源用于各種各樣的電機,大大提升了設計靈活性,即使直流電壓源大大高出電機額定電壓的情況也不例外。為了讓此系統保持相對于有刷技術的效率優勢,在電機和控制器之間需要安裝非常嚴格的控制回路。


    反饋技術的重要性就體現在這里;控制器要能保持對電機的**控制,它必須始終掌握定子相對于轉子的確切位置。預期和實際位置出現任何非對準或相移可能會導致意想不到的情況及性能下降。針對 BLDC 電機換向可采用許多方式來實現這種反饋,不過*常見的方式是使用霍爾效應傳感器、編碼器或旋轉變壓器。另外,某些應用也會依靠無傳感器換向技術來實現反饋。

                                                                                                                                  轉載于:電子發燒友網



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