无刷直流电动机不仅保持了传统直流电动机良好的动、静态调速特性,且结构简单、运行可*、易于控制。其应用从ZUI初的军事工业,向航空航天、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展。
在结构上,与有刷直流电动机不同,无刷直流电动机的定子绕组作为电枢,励磁绕组由永磁材料所取代。按照流入电枢绕组的电流波形的不同,直流无刷电动机可分为方波直流电动机(BLDCM)和正弦波直流电动机(PMSM
直流无刷电机
无刷直流电动机不仅保持了传统直流电动机良好的动、静态调速特性,且结构简单、运行可*、易于控制。其应用从ZUI初的军事工业,向航空航天、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展。
在结构上,与有刷直流电动机不同,无刷直流电动机的定子绕组作为电枢,励磁绕组由永磁材料所取代。按照流入电枢绕组的电流波形的不同,直流无刷电动机可分为方波直流电动机(BLDCM)和正弦波直流电动机(PMSM),BLDCM用电子换相取代了原直流电动机的机械换相,由永磁材料做转子,省去了电刷;而PMSM则是用永磁材料取代同步电动机转子中的励磁绕组,省去了励磁绕组、滑环和电刷。例:2对极即四极电机输出的脉冲频率为200HZ.则电机转速为20×200/2=2000转/分。在相同的条件下,驱动电路要获得方波比较容易,且控制简单,因而BLDCM的应用较PMSM要广泛的多。
无刷直流电动机一般由电子换相电路、转子位置检测电路和电动机本体三部分组成,电子换相电路一般由控制部分和驱动部分组成,而对转子位置的检测一般用位置传感器来完成。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)。工作时,控制器根据位置传感器测得的电机转子位置有序的触发驱动电路中的各个功率管,进行有序换流,以驱动直流电动机。
由于需求迅速释放,多年来维持稳定的内外销市场格局也在发生变化。内销占比一跃上升至63%,出口占比则相应下滑。由于大的电抗器的作用就是满足CSI作为恒流源的较大的换向重叠角的需要,防止电机绕组中电流的变化,抑制电机的高速伺服运行。2013冷年无刷直流电机总出口量为1849.7万台,同比2012冷年增长了20.02%。对内销市场来说,直流电机出口市场增长维持在一个相对稳定的速度。主要原因有,海外直流电机的需求主要还是集中在日本、韩国等亚洲相对发达的和地区,而这一市场的需求基本饱和。而欠发达地区空调变频化水平较低,短期内对直流电机的需求难出现大幅增长。此外是欧美市场的需求增长较为稳定且缓慢。
2013冷年,随着对节能空调产品的积极推广,变频空调能效水平持续提升,使直流电机在国内的销售规模一举突破3000万台,规模和增速均创历年新高。无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多,相应的转动惯量可以减少40%—50%左右。2013年10月正式提高变频空调的能效等级,新标准的实施将加快直流电机在变频市场的渗透率,预计2014年国内空调直流电机的需求增幅将超过80%。
青岛恒运达电机有限公司
无刷直流电机是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。电动机的定子绕组成三相星形接法,电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,目前 采用的永磁材料主要含有铁淦氧﹑铝镍钴﹑钕铁硼等,根据几种的磁感应强度和磁场强度成线性关系这一特点,应用zui为广泛的就是钕铁硼(Nd-Fe-B)。在对电机控制要求不高的场合,集成电路组成控制电路是简单实用的方式。它 的线性关系范围大,被称为第三代稀土永磁合金。为了检测电动转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:控制电动机的启动﹑停止﹑变速及正反转并提供保护和显示等等。



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。兆威机电公司21年专注于开发、设计、制造微型推杆电机,可按照客户需求定制参数、性能、规格,满足项目设备个性化需求。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。
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
但不能开成ah、al或bh、bl或ch、cl。全年来看,空调电机主要出口中日本、美国等需求增长幅度较大。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。



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