直流電機本體:定子主要采取集中式繞組,根據(jù)控制不同,繞組相數(shù)有單相、二相、三相、四相等結(jié)構(gòu),用的最多的是三相繞組結(jié)構(gòu),繞組接法有星型接法和環(huán)形接法兩種,絕大部分繞組采用星型接法。轉(zhuǎn)子部分采用磁鋼,磁鋼提供電機的主磁場。電機控制部分:無刷電機的控制方式主要有PAM(脈幅調(diào)制技術(shù))和 PWM(脈寬調(diào)制技術(shù)),兩種控制方式各有優(yōu)缺點。
高壓油位置傳感器PWM驅(qū)動電路原理框圖,主要由控制電路、逆變電路、三角波發(fā)生器、比較器、保護電路等組成。從原理框圖可以看出,無刷直流電機的控制部分只包含一直一交變頻電路中的逆變部分,整流及濾波部分由空調(diào)的主電控完成。
眾所周知,永磁體提供的磁極磁場在電機旋轉(zhuǎn)過程中固定不變的,這就是要求每個時刻定子繞組產(chǎn)生的電樞磁場必須與轉(zhuǎn)子的磁極磁場相對應(yīng),即繞組的電流方向、導(dǎo)通與關(guān)斷受轉(zhuǎn)子位置的控制。因此,無刷直流電機必須有轉(zhuǎn)子位置信號輸出給電機的控制電路,電機的控制電路根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號來控制相應(yīng)的功率開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷,從而控制相應(yīng)繞組的電流方向、導(dǎo)通與關(guān)斷。定子繞組若按一定的通電順序進行切換,就可以形成一個與轉(zhuǎn)子位置對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場,使電機按要求的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。相對磁鋼的某一磁極而言,每個時刻與它對應(yīng)的電樞磁場是固定的,即繞組的電流方向是固定的,這與有刷直流電機類似。
無刷直流電機運行原理圖,繞組為三相星形接法,120度均布,采用三相半橋驅(qū)動方式,轉(zhuǎn)子為一對極。在圖示位置,磁鋼的磁極中心線與A相繞組對齊,此時的控制電路根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測信號,使S1開關(guān)管觸發(fā)導(dǎo)通,B相繞組通電,在B相繞組磁場的作用下,轉(zhuǎn)子將順時針旋轉(zhuǎn)120獨門,到達虛線轉(zhuǎn)子所示的位置,磁鋼的磁極中心線與B相繞組對齊,此時,控制電路根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測信號,使S1開關(guān)管關(guān)斷,使S3開關(guān)管導(dǎo)通,A相繞組通電,轉(zhuǎn)子在A相繞組磁場的作用下,轉(zhuǎn)子將順時針旋轉(zhuǎn)120度,按上述通電順序循環(huán)導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子就順時針旋轉(zhuǎn)下去。無刷直流電機采集轉(zhuǎn)子位置信號,前者,電機結(jié)構(gòu)簡單,但電機起動困難;后者,電機結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜,但起動平穩(wěn)、可靠,目前大部分的無刷直流電機均采用后者。位置傳感器的種類很多,空調(diào)用的無刷直流電機一般采用霍爾元件作為位置傳感器。
無刷直流電機大部分采用三相星形繞組結(jié)構(gòu),橋式控制電路,下面就二相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)的無刷直流電機的驅(qū)動原理作詳細介紹:在此電機結(jié)構(gòu)中,電機一般需要三個霍爾元件。兩個霍爾元件之間的空間夾角為120度電角度,所以輸出的脈沖信號相隔120度電角度。從真值表可以看出,每個霍爾元件一次導(dǎo)通 180度,每隔60度必有一個霍爾元件的輸出狀態(tài)發(fā)生卻換,三個霍爾元件的輸出狀態(tài)的組合共有六種。與上述的霍爾元件的輸出狀態(tài)相對應(yīng),在一個周期內(nèi),三相繞組間隔60度電角度換相一次,每個時刻有兩條相繞組導(dǎo)通,每相繞組連續(xù)導(dǎo)通120度。每相繞組正反向各導(dǎo)通一次,導(dǎo)通時間占三分之二周期。假定電樞各相繞組的導(dǎo)通次序為:UV\UW\VW\VU\WU\WV。
電機在該電樞磁場的作用下,按既定方向旋轉(zhuǎn)。真值表的參數(shù)必須與控制電路的邏輯程序相吻合,電樞磁場與轉(zhuǎn)子主磁場將不匹配,電機將能運轉(zhuǎn)或倒轉(zhuǎn)。
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