无刷电机磁场是如何变化的?
永磁无刷直流电机通进的是直流,但并不是像有刷电机那样持续通电给转子,它是通给定子的。有外转子和内转子两种,都是只有定子带电。而这种电机又分霍尔有感式和无感式两种,前者有自带电路通过转子位置变化而变化磁场,后者则需要专用控制器(电子调速器)。所以并不是直观的用直流直接带动电机工作的。
差不多,一般的定子是在环形结构上排列三个线圈包按一定方向通入电流产生一定方向的旋转磁场,带动动子磁铁运动
直流无刷电机的工作原理:
直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响:N=120.f / P。在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器),控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正,以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。 直流无刷驱动器包括电源部及控制部如图 (1) :电源部提供三相电源给电机,控制部则依需求转换输入电源频率。
向左转|向右转
电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V),如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器(inverter)转成3相电压来驱动电机。换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(Q1~Q6)分为上臂(Q1、Q3、Q5)/下臂(Q2、Q4、Q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制,所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-sensor),做为速度之闭回路控制,同时也做为相序控制的依据。但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为定位控制 。
直流无刷电机的控制原理
要让电机转动起来,首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置,然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序,如下(图二) inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管),使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场,并与转子的磁铁相互作用,如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时,控制部又再开启下一组功率晶体管,如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管);要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。
向左转|向右转
基本上功率晶体管的开法可举例如下:
AH、BL一组→AH、CL一组→BH、CL一组→BH、AL一组→CH、AL一组→CH、BL一组, 但绝不能开成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外因为电子零件总有开关的响应时间,所以功率晶体管在关与开的交错时间要将零件的响应时间考虑进去,否则当上臂(或下臂)尚未完全关闭,下臂(或上臂)就已开启,结果就造成上、下臂短路而使功率晶体管烧毁。
当电机转动起来,控制部会再根据驱动器设定的速度及加/减速率所组成的命令(Command)与hall-sensor信号变化的速度加以比对(或由软件运算)再来决定由下一组(AH、BL或AH、CL或BH、CL或……)开关导通,以及导通时间长短。速度不够则开长,速度过头则减短,此部份工作就由PWM来完成。PWM是决定电机转速快或慢的方式,如何产生这样的PWM才是要达到较精准速度控制的核心。高转速的速度控制必须考虑到系统的CLOCK 分辨率是否足以掌握处理软件指令的时间,另外对于hall-sensor信号变化的资料存取方式也影响到处理器效能与判定正确性、实时性。至于低转速的速度控制尤其是低速起动则因为回传的hall-sensor信号变化变得更慢,怎样撷取信号方式、处理时机以及根据电机特性适当配置控制参数值就显得非常重要。或者速度回传改变以encoder变化为参考,使信号分辨率增加以期得到更佳的控制。电机能够运转顺畅而且响应良好,P.I.D.控制的恰当与否也无法忽视。之前提到直流无刷电机是闭回路控制,因此回授信号就等于是告诉控制部现在电机转速距离目标速度还差多少,这就是误差(Error)。知道了误差自然就要补偿,方式有传统的工程控制如P.I.D.控制。但控制的状态及环境其实是复杂多变的,若要控制的坚固耐用则要考虑的因素恐怕不是传统的工程控制能完全掌握,所以模糊控制、专家系统及神经网络也将被纳入成为智能型P.I.D.控制的重要理论。
无刷电机是指采用直流无刷电机的电机,其磁场变化与有刷电机有所不同。
无刷电机的磁场变化主要通过电子换向实现,而不是机械换向。
无刷电机通常采用永磁体作为励磁源,并在电机内部安装了电子换向电路。
当电机旋转时,电子换向电路根据转子的位置控制电流的方向,改变定子磁场的方向。
这种磁场变化的控制方式使得无刷电机具有更高的效率和更好的控制性能。
与有刷电机相比,无刷电机的磁场变化更加平滑和快速,因为电子换向电路可以快速地控制电流的方向。
此外,无刷电机的磁场强度也可以通过控制电流的大小进行调节,实现更加精细的控制。
如何解释电机合成磁动势的原理?
结论应用:上述结论主要是关于三相电机的工作原理和性能的,三相电机是一种广泛应用的交流电机,它利用三相对称绕组通入对称交流电时合成磁动势产生的旋转磁场,来驱动转子旋转,从而实现电能和机械能的转换。三相电机有很多种类,如三相异步电动机、三相同步电动机、三相交流发电机等,它们在工业、农业、交通...
电机里究竟是如何产生旋转磁场的
在三相对称绕组(三组完全相同的线圈、在电机里相互相差120°电角度安放)里通入三相交流电(每相相位差120°电角度),这就产生了旋转磁场。形象的说:就是在电机沿圆周分布的绕组里,轮流通入电流,这样所产生的磁场就随着电流的通入而在空间旋转,这就是旋转磁场。
三相电机的旋转磁场是如何产生的?
三相绕组在定子槽内依次排列。简单地说,当A相电压最大时,对应A槽磁力最强。稍后,B相电压最大,对应B槽磁力最强,也就是“最强”的磁极从A槽移到了B槽,依此类推,磁场就“旋转”起来了。
三相电机的三组线圈是如何形成旋转磁场的最好是有图说明!说的越详细越...
形象的说:就是在电机沿圆周分布的绕组里,轮流通入电流,这样所产生的磁场就随着电流的通入而在空间旋转,这就是旋转磁场。1、物理构成,在交流电电机的定子上,按照规定的绕法,将各相导线绕至定子铁心上。各相导线在空间上,已电机转轴为中心顺时针或逆时针分布。2、从变化电流到变化磁场,当电流最...
交流电电机是如何产生旋转磁场的
ns称为同步转速或同步速(以转每分表示)。中国现在应用的工业电源的频率f为50赫,于是两极电机(P=1)的ns=3000转\/分;四级电机(P=2)的ns=1500转\/分;余类推。在一般情况下,电流变化一个周期,磁场轴线在空间就转过一对极。若近似地认为磁场沿圆周作正弦形分布,并用磁场轴线处的空间矢量Ø...
如何改变永磁直流有刷电动机的转速,电压是24V的,希望给出个实用的方案...
直流电动机的调速有两种方法:1)通过改变电枢电压,磁场不变,转速和电枢电压成正比。2)通过改变磁场强度,电枢电压不变,转速和磁场强度成反比。你这个电机是永磁直流电动机,磁场是固定的,只能通过改变电枢电压来改变转速。电动自行车的电机虽然也是直流电动机,但它的构造比较复杂,要用到霍尔元件等电子...
永磁电机有刷好还是无刷好 以及优缺点
无刷电机的主要优点有:第一、无刷电机的使用寿命长:因为无刷电机用控制器代替换向器和碳刷,是有刷电机的几倍甚至十几倍。而碳刷的寿命是有一定的限度的,比如一千个小时碳刷就会磨损殆尽只能更换电刷或者更换电机。第二、 无刷电机的运行速度高:无刷电机采用了磁场感应,没有实质的接触,运行速度可以做...
直流电机是怎样转起来的???
当电流通过其中一个绕组时会产生一个磁场。对有刷直流电机而言,转子上的换向器和定子的电刷在电机旋转时为每个绕组供给电能。通电转子绕组与定子磁体有相反极性,因而相互吸引,使转子转动至与定子磁场对准的位置。当转子到达对准位置时,电刷通过换向器为下一组绕组供电,从而使转子维持旋转运动。
在产生同样动力的情况下是有刷电机耗电多还是无刷?
在产生同样动力的情况下,无刷电机耗电相对多一些。无刷电机需要晶体开关管提供3相或4相电流,才能驱动无刷电机转动的,晶体开关管转换为3相或4相电流的损耗,以发热的形式表现出来,这就是额外的功率消耗。有刷电机:早期的电机,是将磁铁固定在电机外壳或者底座,成为定子。然后将线圈绕组,成为转子,模型...
三相异步电动机的旋转磁场的转向是如何决定的?
三相异步电动机的旋转磁场是由供电的三相交流电的相位关系所决定的。当三相电源通电时,三个相之间的电势差会形成固定的相位差,使得三相交流电的电流形成120度的相位差。而在电动机内部,三个绕组分别接在三相电源上,电流在绕组内形成空间旋转磁场,旋转磁场的旋转方向受到电流所形成的相位关系所决定,可能...
索逃复方: 直流无刷电机的工作原理: 直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响:N=120.f / P.在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速.直流无刷电机即...
吐鲁番地区15065458659: 电机的旋转磁场,是怎样旋转的 - ?
索逃复方: 交流电机的定子通入的是交流电,通过流过定子绕组电流方向的改变来实现电磁场的变化,从而产生旋转磁场; 一般的直流电机的定子的磁场是不变的,电机的持续转动是靠换向器/电刷(无刷电机是靠电子元器件代替机械幻想器),改变转子绕组电流的方向从而形成持续的电磁旋转力矩来实现的;
吐鲁番地区15065458659: 无刷电机中,转子磁通量的大小对电机的电流转速以及效率有什么影响? - ?
索逃复方: 具体一点:例如50W无刷电机,定子不变,供电电压不变,负载不变(空载状态),只增加了转子磁通量(也就是将磁铁加强了),电机电流会略为增加,转速会相应降低,但负载能力会增强(也就是极限功率增大了);再如果减小转子磁通量(也就是将磁铁变弱点),空载时电机电流会略为降低,转速会相应提升,但负载能力会下降(也就是极限功率变小了);但这个结果有个前提:转子磁通量必须不大于并接近定子的饱和磁通能力.如果转子的磁通量本身很小(负载能力很低),或者转子的磁通量远远大于定子的饱和磁通能力,可能就是另外二种情形.
吐鲁番地区15065458659: 电动车电机磁场怎么改变? - ?
索逃复方: 电动车有两种电机有刷和无刷 有刷的是通过碳刷来机械换相来改变磁场的 无刷是是通过霍尔来作为位置传感,把相应的信号给控制器去换相来改变磁场的
吐鲁番地区15065458659: 请问永磁无刷直流电机的工作原理是什么? - ?
索逃复方: 永磁无刷直流电机通进的是直流,但并不是像有刷电机那样持续通电给转子,它是通给定子的.有外转子和内转子两种,都是只有定子带电.而这种电机又分霍尔有感式和无感式两种,前者有自带电路通过转子位置变化而变化磁场,后者则需要专用控制器(电子调速器).所以并不是直观的用直流直接带动电机工作的.
吐鲁番地区15065458659: 无刷直流电动机的工作原理是什么? - ?
索逃复方: 无刷直流电动机的工作原理 一般了解1、直流电动机的构造分为两部分:定子与转子.记住定子与转子都是由那几部分构成的, 注意:不要把换向极与换向器弄混淆了,记住他们两个的作用.定子包括:主磁极,机座,换向极,电刷装置等....
吐鲁番地区15065458659: 无刷电机原理 - ?
索逃复方: 模型无刷电机的参数指标,除了外形尺寸〔外径、长度、轴径等〕重量、电压范围、空载电流、最大电流等参数外,还少不了一个重要指标--KV值,这个数值是无刷电机独有的一个性能参数,是判断无刷电机性能特点的一个重要数据. 无刷直...
吐鲁番地区15065458659: 电机旋转磁场是磁场是不断变化的嘛? - ?
索逃复方: 你的问题本身就有问题.研究电机的磁场首先要明确,电机的磁场有两个.定子产生的磁场和转子产生的磁场,电机的工作(无论是发电还是电动)都是通过这两个磁场的相互作用.具体怎么作用,不同种类的电机的控制原理不一样.就我知道的,直流电机、感应电机、伺服电机、 步进电机、直流无刷电机等等,其控制原理都是不一样的.可以从直流电机入手,去学习电机磁场........
吐鲁番地区15065458659: 无刷直流电机的工作原理是什么? - ?
索逃复方: 简单而言,依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形,在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心全转的磁场,这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动,电机就转起来了,电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,更与无刷电机的控制性能有很大关系,因为输入的是直流电,电流需要电子调速器将其变成3相交流电,还需要从遥控器接收机那里接收控制信号,控制电机的转速,以满足模型使用需要. 总的来说,无刷电机的结构是比较简单的,真正决定其使用性能的还是无刷电子调速器,好的电子调速器需要有单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制,所以价格要比无刷电机高出很多.
吐鲁番地区15065458659: 无刷直流电机的工作原理 - ?
索逃复方: 首先要说的是此例子中的直流无刷电机是三相的.当然需要换流器将电流变成三相分别为电机三相线圈供电,进而形成一个旋转磁场(是步进的旋转磁场)使电机转子随之旋转.至于说为什么叫无刷直流电机?简单理解就是因为它使用的依然是直流电源.就像有刷直流电机,虽然通入的是直流电,但在线圈内部却是交流的(只有这样才能产生旋转磁场,进而促使转子旋转).而无刷直流电机只不过把有刷电机的机械换相改成了电子换相而已,但电机的运行原理却是一样的,电磁作用嘛.个人的理解,希望可以帮助你.如有疑问欢迎给我留言,大家一起探讨学习啊,呵呵!