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                    聚焦永坤電機資訊動態

                    關于無刷直流微型電機知識介紹

                    分類:公司新聞 發布時間:2016-08-08 訪問量:131

                    深圳市永坤機電有限公司,是專業電機廠商,生產直流電機、行星減速機、調速電機、無刷電機、立式及臥式齒輪減速電機、調速及定速電機、剎車電機、各類減速機.永坤馬達,剎車馬達,齒輪減速電機,調速馬達,齒輪減速馬達,永坤電機,減速電機,蝸淪馬達,永坤電動卷門機,深圳永坤馬達,深圳剎車馬達,深圳齒輪減速電機。

                           無刷直流微型電機在微型減速電機[減速電機:減速電機]中應用比較多,起到相當重要的作用,下面針對無刷直流微型電機作簡單介紹:無刷直流電動機是采用半導體開關器件來完成電子換向的,即用電子開關器件替代傳統的接觸式換向器和電刷。它具有牢靠性高、無換向火花、機械噪聲高等優點,普遍使用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設備中?!?br/>     無刷直流電動機由永磁體轉子、多極繞組定子、地位傳感器等組成。地位傳感按轉子地位的變化,沿著一定次第對定子繞組的電流停止換流(即檢測轉子磁極絕對定子繞組的地位,并在確定的地位處發生地位傳感信號,經信號轉換電路處置后去控制功率開關電路,按一定的邏輯關系停止繞組電流切換)。定子繞組的任務電壓由地位傳感器輸入控制的電子開關電路提供。   地位傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三品種型。
                      采用磁敏式地位傳感器的無刷直流電動機,其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或公用集成電路等)裝在定子組件上,用來檢測永磁體、轉子旋轉時發生的磁場變化。
                         采用光電式地位傳感器的無刷直流電動機,在定子組件上按一定地位配置了光電傳感器件,轉子上裝有遮光板,光源為發光二極管或小燈泡。轉子旋轉時,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。  
                         采用電磁式地位傳感器的無刷直流電動機,是在定子組件上裝置有電磁傳感器部件(例如耦合變壓器、接近開關、lc諧振電路等),當永磁體轉子地位發作變化時,電磁效應將使電磁傳感器發生高頻調制信號(其幅值隨轉子地位而變化)。
                     
                      2.1直流無刷電機的優越性  
                         直流電機具有呼應疾速、較大的起動轉矩、從零轉速至額外轉速具有可提供額外轉矩的功能,但直流電機的優點也正是它的缺陷,由于直流電機要發生額外負載下恒定轉矩的功能,則電樞磁場與轉子磁場須恒維持90°,這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在電機轉動時會發生火花、碳粉因而除了會形成組件損壞之外,運用場所也遭到限制。交流電機沒有碳刷及整流子,免維護、鞏固、使用廣,但特性上若要到達相當于直流電機的功能須用復雜控制技術才干到達?,F今半導體開展迅速功率組件切換頻率放慢許多,提升驅動電機的功能。微處置機速度亦越來越快,可完成將交流電機控制置于一旋轉的兩軸直交坐標零碎中,適當控制交流電機在兩軸電流重量,到達相似直流電機控制并有與直流電機相當的功能。
                      此外已有很多微處置機將控制電機必需的功用做在芯片中,而且體積越來越??;像模仿/數字轉換器(analog-to-digital converter,adc)、脈沖寬度調制(pulse wide modulator,pwm)…等。直流無刷電機即是以電子方式控制交流電機換相,失掉相似直流電機特性又沒有直流電機機構上缺失的一種使用。
                     
                         2.2直流無刷電機的控制構造  
                         直流無刷電機是同步電機的一種,也就是講電機轉子的轉速受電機定子旋轉磁場的速度及轉子極數(p)影響:  
                         n=120.f / p。在轉子極數固定狀況下,改動定子旋轉磁場的頻率就可以改動轉子的轉速。直流無刷電機即是將同步電機加上電子式控制(驅動器),控制定子旋轉磁場的頻率并將電機轉子的轉速回授至控制中心重復校正,以期到達接近直流電機特性的方式。也就是講直流無刷電機可以在額外負載范圍內當負載變化時仍可以控制電機轉子維持一定的轉速。  
                        直流無刷驅動器包括電源部及控制部 :電源部提供三相電源給電機,控制部則依需求轉換輸出電源頻率。
                      電源部可以間接以直流電輸出(普通為24v)或以交流電輸出(110v/220 v),假如輸出是交流電就得先經轉換器(converter)轉成直流。不管是直流電輸出或交流電輸出要轉入電機線圈前須先將直流電壓由換流器(inverter)轉成3相電壓來驅動電機。換流器(inverter)普通由6個功率晶體管(q1~q6)分為上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)銜接電機作為控制流經電機線圈的開關??刂撇縿t提供pwm(脈沖寬度調制)決議功率晶體管開關頻度及換流器(inverter)換相的機遇。直流無刷電機普通希望運用在當負載變化時速度可以波動于設定值而不會變化太大的速度控制,所以電機外部裝有能感應磁場的霍爾傳感器(hall-sensor),做為速度之閉回路控制,同時也做為相序控制的根據。但這只是用來做為速度控制并不能拿來做為定位控制。
                     
                      2.3直流無刷電機的控制原理 
                      要讓電機轉動起來,首先控制部就必需依據hall-sensor感應到的電機轉子目前所在地位,然后按照定子繞線決議開啟(或封閉)換流器(inverter)中功率晶體管的順序,inverter中之ah、bh、ch(這些稱為上臂功率晶體管)及al、bl、cl(這些稱為下臂功率晶體管),使電流依序流經電機線圈發生順向(或逆向)旋轉磁場,并與轉子的磁鐵互相作用,如此就能使電機順時/逆時轉動。當電機轉子轉動到hall-sensor感應出另一組信號的地位時,控制部又再開啟下一組功率晶體管,如此循環電機就可以依同一方向持續轉動直到控制部決議要電機轉子中止則封閉功率晶體管(或只開下臂功率晶體管);要電機轉子反向則功率晶體管開啟順序相反。  
                     根本上功率晶體管的開法可舉例如下:
                      ah、bl一組→ah、cl一組→bh、cl一組→bh、al一組→ch、al一組→ch、bl一組   但絕不能開成ah、al或bh、bl或ch、cl。此外由于電子零件總有開關的呼應日子,所以功率晶體管在關與開的交織日子要將零件的呼應日子思索出來,否則當上臂(或下臂)尚未完全封閉,下臂(或上臂)就已開啟,后果就形成上、下臂短路而使功率晶體管燒毀。
                      當電機轉動起來,控制部會再依據驅動器設定的速度及加/加速率所組成的命令(command)與hall-sensor信號變化的速度加以比對(或由軟件運算)再來決議由下一組(ah、bl或ah、cl或bh、cl或……)開關導通,以及導通日子長短。速度不夠則開長,速渡過頭則減短,此部份任務就由pwm來完成。pwm是決議電機轉速快或慢的方式,如何發生這樣的pwm才是要到達較精準速度控制的中心。高轉速的速度控制必需思索到零碎的clock 分辨率能否足以掌握處置軟件指令的日子,另外關于hall-sensor信號變化的材料存取方式也影響四處理器效能與斷定正確性、實時性。至于低轉速的速度控制尤其是低速起動則由于回傳的hall-sensor信號變化變得更慢,怎樣擷取信號方式、處置機遇以及依據電機特性適當配置控制參數值就顯得十分重要?;蛟S速度回傳改動以encoder變化為參考,使信號分辨率添加以期失掉更佳的控制。電機可以運轉順暢而且呼應良好,p.i.d.控制的恰當與否也無法無視。之前提到直流無刷電機是閉回路控制,因而回授信號就等于是通知控制部如今電機轉速間隔目的速度還差多少,這就是誤差(error)。曉得了誤差自然就要補償,方式有傳統的工程控制如p.i.d.控制。但控制的形態及環境其實是復雜多變的,若要控制的鞏固耐用則要思索的要素恐怕不是傳統的工程控制能完全掌握,所以模糊控制、專家零碎及神經網絡也將被歸入成為智能型p.i.d.控制的重要實際。

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