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步進電機

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三相直流無刷永磁電機的連接方式


在三項直流無刷永磁電機的前提下

如果是方波充磁的話,就稱之為BLDC(無刷直流電機,Brushless Direct Current Motor, BLDCM)

如果是180度充磁,稱之為正弦波電機(PMSM),也稱之為空間矢量控制

什么是三項 :三項代表的是UVW三項。
單項導(dǎo)通

單項導(dǎo)通的導(dǎo)通方式是一項一項輪流導(dǎo)通

導(dǎo)通順序為:U - V - W - U - V - W
圖為單項導(dǎo)通的UVW連接圖

圖為單項導(dǎo)通的UVW連接圖
優(yōu)點和缺點

優(yōu)點:控制簡單

缺點:

每次只有一項繞組導(dǎo)通,另外兩項不導(dǎo)通,造成繞組的浪費

馬達轉(zhuǎn)的時候,額線圈實際上就是線包/銅絲。馬達的銅絲越多,體積就越大。因為每次只有一項繞組導(dǎo)通,另外兩項繞組不導(dǎo)通,實際上有兩個繞組是浪費的,電流必然會小。如果用一項繞組導(dǎo)通和兩相繞組導(dǎo)通進行對比,相同體積,一項繞組功率小。如果一項繞組導(dǎo)通和兩相繞組導(dǎo)通的功率相等,那么兩項繞組電機體積小。

結(jié)論:

控制器成本低廉,控制簡單,但是馬達功率低,電機成本高。
星形連接
圖為星形連接的UVW連接圖
圖為星形連接的UVW連接圖
導(dǎo)通方式:兩項繞組輪流導(dǎo)通

當U項和V項導(dǎo)通,則W項不導(dǎo)通

當V項和W項導(dǎo)通,則U項不導(dǎo)通

當W項和U項導(dǎo)通,則V項不導(dǎo)通

因為每一時刻只有兩項被導(dǎo)通,所以就稱之為兩項繞組輪流導(dǎo)通

這種連接方式,也稱之為星形連接。

其中電流的流向分為 6種狀態(tài):

1)U-V 

2)V-W

3)W-U

4)V-U

5)W-V

6)U-W

優(yōu)點:

在同一時刻,有兩個繞組同時在工作,效率提高了

功率大了,力矩大了從而導(dǎo)致扭矩大,電機體積會小

缺點:

不適合做大電機和大功率設(shè)備,因為星形連接是三項都有一個中心點,如果要痛大電源/讓大電流通過的話(比如200A),在這個中心點上就必須有個焊接電阻。這個時候一旦形成大電流的話,就會產(chǎn)生熱損耗,這個時候嗯發(fā)熱,就會升溫,溫度高了,電阻融化。
三角連接

圖為三角連接的UVW連接

  1. 圖為三角連接的UVW連接
    三角連接的特點

  2.   所有引出線都在電機的外部

  3. 內(nèi)部沒有引出線(相對于星形連接),適合做大電機,適合大電源

  4. 在任何情況下,都有三個繞組都在通電,功率很大,力矩大,扭矩也很大

  5. 相同的體積,輸出的功率最大,也就是有效匝數(shù)是最多的

同樣的功率電機而言,輸出扭矩和輸出功率也是最大,轉(zhuǎn)速偏低

  1. 三角連接和星形連接的區(qū)別 

  2. 三角連接的扭矩比星形連接要大

三角連接扭矩比星形連接大,意味著電感量大,匝數(shù)多,轉(zhuǎn)速低。在一定功率情況下,電感量和轉(zhuǎn)速呈反比
磁極

很多電機都會有多對磁極。

磁極對數(shù)越多,每轉(zhuǎn)一圈的機械周期 里面需要轉(zhuǎn)動的電角度就越多,電機一圈的位置轉(zhuǎn)動每一格就比較少。

 

由于是無刷電機,所以需要電子換向,要知道換向,就需要確定轉(zhuǎn)子的位置,才能確定換向時刻點。
怎么確定換向時刻點

傳感器1.1 HALL1.2 旋轉(zhuǎn)變壓器1.3 光柵

無位置傳感器的控制方式無位置傳感器電機,叫無感馬達有位置傳感器電機,叫有感馬達
HALL的種類

HALL是一種磁感應(yīng),需要供電,磁感應(yīng)之后,會把磁信號轉(zhuǎn)換為電信號

HALL 分為鎖存型HALL 和 HALLy元件

 

將磁極的N/S變成電壓的高/低電平,稱之為鎖存型HALL

類似于交流變量,把交流變量變成一個方波(通過比較器)稱之為HALL元件。

 



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