直流无刷电机(共36张课件).pptx
PMSM的问题;3.3无刷直流电动机
(BrushlessDirectCurrentMotor,BLDC);
1.结构;;;附:电角度和机械角度;若绕组的绕线方向一致,当电流从A相绕组流进,从B相绕组流出时,电流在两个绕组中产生的磁动势方向是不同的。
每步磁场旋转60度,每6步旋转磁场旋转一周;
大部分BLDC采用表面安装方式。
每步仅一个绕组被换相。
磁场逆时针旋转,电机顺时针旋转:6→5→4→3→2→1
力矩波动比DC电机及ASMS电机大。
当N极逐渐离开霍尔传感器、磁感应强度逐渐减小时,其输出仍然保持导通状态;
OVDCOND寄存器的值由霍尔传感器输出的二进制编码绕组通电顺序决定。
OVDCOND寄存器的值由霍尔传感器输出的二进制编码绕组通电顺序决定。
直流有刷电机通过换向机构换向,直流无刷电机通过霍尔开关及逆变器换相。
T=2KeIa
力矩波动比DC电机及ASMS电机大。
C+A-4.;;6步通电顺序;6步通电顺序;6步通电顺序;2)如何实现换相?;开关型霍尔传感器;如果将一只霍尔传感器安装在靠近转子的位置,当N极逐渐靠近霍尔传感器即磁感应强度达到一定值时,其输出是导通状态;
当N极逐渐离开霍尔传感器、磁感应强度逐渐减小时,其输出仍然保持导通状态;只有磁场转变为S极并达到一定值时,其输出才翻转为截止状态。
在S-N交替变化磁场下,传感器输出波形占高、低电平各占50%。
如果转子是一对极,则电机旋转一周霍尔传感器输出一个周期的电压波形,如果转子是两对极,则输出两个周期的电压波形。;;;4)如何实现速度的控制?
在BLDC中,一般采用3个开关型霍尔传感器测量转子的位置。
按照电机统一规律,必须保证θs-θr为90度,才能取得最大转矩。
定子采用叠片结构并在槽内铺设绕组的方式
按照电机统一规律,必须保证θs-θr为90度,才能取得最大转矩。
3)如何实现力矩的控制?
比较器将设定的比较值PDC*:与PTMR计数值相比较,产生PWM波形的跳变。
这个延时时间称为”死区”。
OVDCOND寄存器的值由霍尔传感器输出的二进制编码绕组通电顺序决定。
与ASMS电机比较:控制简单,成本低。
当转子为n对极时,Θe=nΘm。
因旋转磁场是60度增量,看来无法实现这个关系。
反电势必须是正弦波的,这对电机制造及工艺提出了较高的要求。
改变PTPER的值,就可以方便的改变计数的周期,这样就可以改变PWM波形的频率。
可见,力矩与定子绕组电流成正比,改变电流即改变力矩。
C+A-4.;3)如何实现力矩的控制?;以防止输出驱动器发生意外的直通现象。
通过占空比比较产生的三个输出将被分别传输给死区置入及输出寄存器,可以在高电平变低与低电平变高之间插入一段死区。
结构上BLDC与PMSM有些相似,但有两点不同:
只要实时改变比较器的值,就可以改变单位周期内高电平或者低电平的脉冲宽度,产生占空比可调的PWM波形。
电机制作时保证其绕组内反电势为梯形波,但平顶部分与电压和电流同时出现,其极性也与电压和电流一致。
随着磁场的旋转,吸引转子磁极随之旋转。
当下桥臂的功率管由导通到关断时,上桥臂的功率管延时一段时间再由关断到导通,以防止桥臂直通。
在BLDC中,一般采用3个开关型霍尔传感器测量转子的位置。
改变定子绕组电压的幅值即能改变电机速度。
由于转矩存在波动,限制了它在高精度的速度、位置控制系统中的应用。
3)如何实现力矩的控制?;力矩的波动;4)如何实现速度的控制?;3、电机特性;BLDC电机的机械特性曲线;;;;;例1由单片机控制的BLDC系统:;例2单片三相无刷直流电动机控制器SI9979;SI9979特点;例3:由DSP控制的BLDC系统;BLDC的特点;思考题