没必要用变频器驱动!因为无刷直流电机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。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。 中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,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:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。 近三十年来针对异步电动机变频调速的研究,归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法,稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。 无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC无刷直流电机的运转效率,低速转矩,转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注本产品已经生产超过55kW,可设计到400kW,可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。 对无刷电机存在的误区:
很多人都见过模型用的无刷电机,他们使用的都是电池供电,所以很多人在知识上一直有这么个误区,以为无刷电机是直流电机,其实不然,无刷电机属于交流电机,是三相交流永磁电机的一种,输入模型无刷电机3根导线的电流是交流电,只不过这种交流电不是50HZ的市电正弦波,而是从无刷电机控制器(俗称无刷电调)调制出来的三相交变矩形波,频率比50HZ高很多,且随电机转速变化而变化。
无刷电机简明运行原理:
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,所以价格要比有刷电机高出很多。
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换相的控制
根据定子绕组的换相方式,首先找出三个转子磁钢位置传感器信号H1、H2、H3的状态,与6只功率管之间的关系,以表格形式放在单片机的EEPROM中。8751根据来自H1、H2、H3的状态,可以找到相对应的导通的功率管,并通过P1口送出,即可实现直流无刷电动机的换相。
转速的控制
在直流无刷电动机正常运行的过程中,只要通过控制数模转换器的输出电压U0,就可控制直流无刷电动机的电流,进而控制电动机的电流。即8751单片机通过传感器信号的周期,计算出电动机的转速,并把它同给定转速比较,如高于给定转速,则减小P2口的输出数值,降低电动机电流,达到降低其转速的目的。反之,则增大P2口的输出数值,进而增大电动机的转速。
PWM控制
转速控制也可以通过PWM方式来实现。
变结构控制
当直流无刷电动机处于起动状态或在调整过程中,采用直流无刷电动机的运行模式,以实现动态相应的快速性,一旦电动机的转速到了给定值附近,马上把它转入同步电动机运行模式,以保证其稳速精度。这时计算机只需要按一定频率控制电动机的换相,与此同时,计算机在通过位置传感器的信号周期,来测量其转速大小,并判断它是否跌出同步。一旦失布,则马上转到直流无刷电动机运行,并重新将其拉入同步。
普通电机的转子旋转的原理是固定子产生旋转的电磁场,吸引转子跟随旋转,从而带动负载。交流电机使用的交流电的电流方向是周期性改变的,就可以直接在固定子里面产生旋转电磁场,而直流电机的电流是一个方向,为了让电机的固定子产生旋转磁场,通常有两种方式:直流有刷电机通过电刷来换相,直流无刷电机通过驱动器来电子换相。所以无刷电机一定要驱动器来实现电子换相的功能才能够旋转,但直流无刷电机的驱动器不一定有一个单独的驱动器的外壳,可能只是放在电机里面的一个驱动回路。
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