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音曼顿:BLDC驱动概述

作者:音曼顿 浏览: 发表时间:2022-06-22 10:24:47



安培定则,又称右手螺旋定则。


通电直导体中的安培定则:用右手握住通电直导线,让拇指指向电流方向,然后四指指向磁感线的环绕方向。


通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,让四个手指指向电流方向,然后拇指指向的一端是通电螺线管N极。


根据定子绕组的不同,直流变频电机主要分为两类:方波永磁同步电机和正弦波永磁同步电机。转子为永磁体,定子为绕组。


方波永磁同步电机也成为无刷直流电机(BLDC),绕组一般为分布式,反电势为梯形波,驱动方式为120度方波。


正弦波永磁同步电机又称永磁同步电机,绕组一般为集中式,反电势为正弦波,驱动方式为正弦波。


BLDC,分为内转子和外转子。


内转子电机:结构紧凑,散热性好,旋转惯性低,线圈缠绕困难,适用于速度变化快的场景。例如:伺服器、执行器、泵。


外转子电机:散热量大,散热量差,旋转惯性高,易缠绕线圈,适用于高速场景。例如:硬盘、打印机、风扇。


BLDC的驱动方式


以外转子BLDC(简单,只有一对磁极)为例


电机内有三组线圈,分别记录为A、B、C


例如,当线圈通过直流时,会产生如图所示的磁场


这样,由于磁场作用,定子和转子之间的转子N极端倾向于定子S极,转子的S极端倾向于定子N极,所以转动。

当转子的N极转到线圈A的S再给线圈B充电时,转子继续旋转;等到转子N极转到线圈B的S再给线圈极处C充电。这样,转子就可以继续旋转。


线圈A、B、C如图所示:


在这种驱动方式下,任何时间点只有一个线圈通电,其余两个线圈不通电,这将降低电机的驱动能力。将定子线圈的自由端连接在一起,如下图所示,两个线圈可以同时通电。


给定子线圈通过电压,产生如图所示的磁场和转子N极将转向定子S极。


此时给线圈A、B、C如下图所示,电机可以旋转并获得固定扭矩。


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