直流無刷電機,極對數相同,在不通電的情況下,用手轉動電機軸,有的電機很順滑,有的就一頓一頓,為啥

時間 2021-08-11 18:18:38

1樓:風鈴過客

齒槽轉矩造成的,磁路做得好就比較順,具體如下:

齒槽轉矩cogging torque,是永磁電機的固有現象,它是在電樞繞組不通電的狀態下,由永磁體產生的磁場同電樞鐵心的齒槽作用在圓周方向產生的轉矩。它的產生來自於永磁體與電樞齒之間的切向力,使永磁電動機的轉子有一種沿著某一特定方向與定子對齊的趨勢,試圖將轉子定位在某些位置,由此趨勢產生的一種振盪轉矩[1]。

無刷直流電動機電樞鐵心為了安放定子繞組必定存在齒和槽,由於齒槽的存在,引起氣隙的不均勻,乙個齒距內的磁通相對集中於齒部,使得氣隙磁導不是常數。當轉子旋轉時,氣隙磁場的貯能就發生變化,產生齒槽轉矩,這個轉矩是不變的,它與轉子位置有關,因而隨著轉子位置發生變化,就引起轉矩脈動[2]。它與轉子的結構尺寸、定子齒槽的結構、氣隙的大小、磁極的形狀和磁場分布等有關,而與繞組如何放置在槽中和各相繞組中饋入多少電流等因素無關。

齒槽轉矩會使電機轉矩波動,產生振動和雜訊,出現轉速波動,使電機不能平穩執行,影響電機的效能。同時使電機產生不希望的振動和雜訊。在變速驅動中,當轉矩脈動頻率與定子或轉子的機械共振頻率一致時,齒槽轉矩產生的振動和雜訊將被放大。

齒槽轉矩的存在同樣影響了電機在速度控制系統中的低速效能和位置控制系統中的高精度定位。

二、不同 削弱方法及對比分析

(1)斜槽或斜極:定子斜槽或轉子斜極是抑制齒槽轉矩脈動最有效且應用廣泛的方法之一,該方法主要用於定子槽數較多且軸向較長的電機[3]。實踐證明,斜槽使電機電磁轉矩各次諧波的幅值均有所減小。

而斜槽或斜極引起的繞組反電動勢的幣弦化將會增大電磁轉矩紋波。斜極由於加工複雜、材料成本高而在工程上很少採用。

(2)磁極分塊移位:由於轉子斜極會使成本大大增加,並且加工工藝也會變得複雜,因而應用中往往採用磁極分塊移位法,由通過計算得到磁極極弧係數,然後再把它優化,最後把幾段分塊磁鋼沿周向錯開一定角度安放來近似等效成乙個連續的磁極[4],通常有兩種移位方法:連續移位和交差移位,前者消除的是磁鋼分塊數目整數倍以外的所有齒槽轉矩諧波成分,後者只能消除齒槽轉矩的奇數次諧波,對偶數次諧波沒有影響。

(3)分數槽法:此方法可以提高齒槽轉矩基波的頻率,使齒槽轉矩脈動量明顯減少。但是,採用了分數槽後,各極下繞組分布不對稱從而使電機的有效轉矩分量部分被抵消,電機的平均轉矩也會因此而相應減小[5]。

(4)磁性槽楔法:採用磁性槽楔法就是在電機的定子槽口上塗壓一層磁性槽泥,固化後形成具有一定導磁性能的槽楔。磁性槽楔減少了定子槽開口的影響,使定子與轉子間的氣隙磁導分命更加均勻,從而減少由於齒槽效應而引起的轉矩脈動[6]。

由於磁性槽楔材料的導磁性能不是很好,因而對於轉矩脈動的削弱程度有限。

(5)閉口槽法:定子槽不開口,槽口材料與齒部材料相同,槽口的導磁性能較好,所以閉口槽比磁性槽楔能更有效地消除轉矩脈動[7]。但採用閉口槽,給繞組嵌線帶來極大不便,同時也會大大增加槽漏抗,增大電路的時間常數,從而影響電機控制系統的動態特性。

也可通過減少槽口寬度來減少齒槽轉矩越,但槽口寬度的減小能夠削弱齒槽轉矩,卻給繞組下線工藝帶來困難,另外還使漏磁增加,最終影響電機出力。

(6)優化磁鋼設計:平行充磁情況下電機氣隙磁場和反電勢波形更接近正弦波,平行充磁對轉矩脈動影響較小;電機極對數越大,轉矩脈動越大;電機極弧係數越大,轉矩脈動越小[8]。

(7)無槽式繞組:齒槽轉矩本質上是由永久磁鋼產生的磁通勢與由於定子開槽引起的磁阻變化相互作用而產生的,因此最徹底而又簡單的方法是採用無槽式繞組結構。無槽結構早在上世紀70年代中葉就應用於直流電機中,電樞繞組有貼上在光滑轉子表面的,也有做成動圈式(moving coil)的,或者是盤式電機的印刷繞組(printed circuit winding),不管採用何種形式電樞繞組的厚度始終是實際氣隙的組成部分,因此無槽式電機的實際等效氣隙比有齒槽電機大得多,所需的勵磁磁勢也要大許多,這在早期限制了無槽電機的容量和發展。

近幾年來隨著nefeb等高磁能積的永磁材料的迅猛發展,為無槽式永磁rl機的實用化提供了契機。目前應用於永磁無刷直流電動機的無槽式繞組主要可分為三大類:環形繞組、非重疊集中繞組和杯形繞組。

(8)輔助凹槽法:加輔助凹槽的目的是減少主要的諧波分量,同時輔助凹槽本身會產生諧波,當輔助凹槽產生的諧波與原定子產生的諧波同相位變化時,會使定位力矩公升高;反之,會使定位力矩降低[10]。輔助凹槽中心線與定子衝片中心線的夾角決定了二者是同相還是反相。

所加輔助凹槽產生的諧波,將會抵消原來有害的諧波分量的p次諧波,同一衝片在對稱位置上增加兩個輔助凹槽的作用是相互抵消諧波分量,合適角度的選擇,衝片坑口開口位置的減小,都能夠減少能量變化。同一衝片上,輔助凹槽在對稱位置上排布能取得較好的效果。

2樓:秋之紅葉唐

看看繞組有沒有匝間短路

直流無刷電機工作原理

3樓:房君潔

無刷直流電動機採用電子換向裝置,代替了傳統的機械換向裝置(換向器和電刷),不但保留了直流電動機良好的調速與啟動特性,而且具有交流電動機結構簡單和維修方便等優點,這種電動機效能良好,工作可靠,因此,近年來迅速發展。傳統型直流電動機電樞是旋轉的,磁極是靜止的,但無刷直流電動機於此相反,磁極是旋轉的,電樞是靜止的,電樞繞組的電流換向可借助位置感測器和電子開關電路來完成。使電機無刷。

無刷直流電動機一般由電動機、位置感測器、和電子開關三部分組成。電動機本身由多相(三相、四相、五相不等)電樞繞組定子和一定極對數的永磁體轉子組成。aa、bb、cc表示電動機的三相定子繞組,ns是永久磁鐵,是電動機的轉子,ps是轉子位置感測器,它的轉子與電動機的轉子同軸相連,bg1、bg2、bg3是電子開關線路的功率開關管,三相繞組a、b、c分別於bg1、bg2、bg3相串聯後接到電源上。

它的動作原理是,由ps發出訊號控制bg1、bg2、bg3等開關管的導通與截止,當開關管導通時,相應的定子繞組中,就有電流通過並產生磁場,該磁場與永磁轉子磁極相互作用便產生力矩,使電動機轉子旋轉,由於位置感測器轉子與電動機同軸相連,因此它的轉子也跟著轉動並依次地向bg1、bg2、bg3發出訊號,控制其導通與截止,從而電樞繞組中的電流隨著轉子位置的變化依次序換向,使電樞磁場步進式旋轉,電動機的轉子就連續不斷地旋轉下去

4樓:匿名使用者

無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成,是一種典型的機電一體化產品。

電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法,同三相非同步電動機十分相似。電動機的轉子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測電動機轉子的極性,在電動機內裝有位置感測器。驅動器由功率電子器件和積體電路等構成,其功能是:

接受電動機的啟動、停止、制動訊號,以控制電動機的啟動、停止和制動;接受位置感測器訊號和正反轉訊號,用來控制逆變橋各功率管的通斷,產生連續轉矩;接受速度指令和速度反饋訊號,用來控制和調整轉速;提供保護和顯示等等。

由於無刷直流電動機是以自控式執行的,所以不會象變頻調速下過載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組,也不會在負載突變時產生振盪和失步。

5樓:匿名使用者

直流無刷電動機作為機電能量轉換的基本裝置,工作原理是主要借助於所謂電磁轉矩原理,即位於磁場中的載流導體,在該導體上就要受到力的作用。力的方向可按左手定則確定。

無刷直流電機調速種類和原理是什麼?

6樓:匿名使用者

一、調速種類

1、弱磁調速,改變勵磁電流,公升壓就降速。

2、改變電樞電壓,公升壓就公升速,降壓就降速,這個採用得很多。

二、原理

要使電樞受到乙個方向不變的電磁轉矩,關鍵在於:

當線圈邊在不同極性的磁極下,如何將流過線圈中的電流方向及時地加以變換,即進行所謂「換向」。為此必須增添乙個叫做換向器的裝置,換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是乙個方向,就可以使電動機能連續的旋轉。

擴充套件資料特點1、可替代直流電機調速、變頻器+變頻電機調速、非同步電機+減速機調速;

2、具有傳統直流電機的優點,同時又取消了碳刷、滑環結構;

3、可以低速大功率執行,可以省去減速機直接驅動大的負載;

4、體積小、重量輕、出力大;

5、轉矩特性優異,中、低速轉矩效能好,啟動轉矩大,啟動電流小;

6、無級調速,調速範圍廣,過載能力強;

7、軟啟軟停、制動特性好,可省去原有的機械制動或電磁制動裝置;

8、效率高,電機本身沒有勵磁損耗和碳刷損耗,消除了多級減速耗,綜合節電率可達20%~60%。

9、可靠性高,穩定性好,適應性強,維修與保養簡單;

10、耐顛簸震動,噪音低,震動小,運轉平滑,壽命長;

11、不產生火花,特別適合**性場所,有防爆型;

12、根據需要可選梯形波磁場電機和正弦波磁場電機。

7樓:懵懂遊客

直流電機調速一般採用脈衝寬度調製。

即供電電壓是寬度可調的脈衝電壓。當脈衝最寬時,相當於直流電,功率最大,轉速最高。脈衝寬度減小時,相當於直流電電壓降低,功率及轉速降低。

無刷電機沒有電刷磨損,維護相對簡單,較有刷可靠,但需加裝驅動(換向)電路,一次性投資較大。

脈寬調變(pwm)是調整脈衝的寬度而不是頻率。「脈衝寬了」指的是高電平時間長了,低電平時間短了,脈衝頻率並沒有變。脈寬調變並不是直接調整電機的速度,而是改變電機的功率或扭矩。

扭矩大了,換向加快,轉速就提高了。

脈寬調變原理如下圖所示:

8樓:無語翹楚

脈寬 調 制 (pwm)是利用數字輸出對模擬電路進行控制的一種有效技術,尤其是在對電機的轉速控制方面,可大大節省能量。pwm 具有很強的抗噪性,且有節約空間、比較經濟等特點。模擬控制電路有以下缺陷:

模擬電路容易隨時間漂移,會產生一些不必要的熱損耗,以及對雜訊敏感等。而在用了pwm技術後,避免了以上的缺陷,實現了用數字方式來控制模擬訊號,可以大幅度降低成本和功耗。

直流無刷電機

直流無刷電機由電動機、轉子位置感測器和電子開關線路三部分組成。直流電源通過開關線路向電動機定子繞組供電,電動機轉子位置由位置感測器檢測並提供訊號去觸發開關線路中的功率開關元件使之導通或截止,從而控制電動機的轉動。在應用例項中,磁極旋轉,電樞靜止,電樞繞組裡的電流換向借助於位置感測器和電子開關電路來實現。

電機的電樞繞組作成三相,轉子由永磁材料製成,與轉子軸相連的位置感測器採用霍爾感測器。3600範圍內,兩兩相差1200安裝,共安裝三個。為了提高電機的特性,電機採用二相導通星形三相六狀態的工作方式。

開關電路採用三相橋式接線方式。

調速以及穩速控制

在調 速 電 路中,主要採用時基電路lm555和脈寬調變器sg1525來完成,lm555用於產生乙個占空比一定、且有固定頻率的方波訊號。sg1525為單片脈寬調變型控制器晶元,具有輸出5.1v 的基準穩壓電源,誤差放大器、振盪頻率在100^ 400khz範圍內的鋸齒波振盪器、軟啟動電路、關閉電路、脈寬調變比較器、rs暫存器以及保護電路等。

它解決了pwm電路的整合化問題,在例項中用此晶元來實現系統的調速。在具體的電路中,首先對位置感測器訊號進行整形,形成所需要的前後沿很陡,具有一定寬度的波形。經微分電路微分,產生的微分脈衝去觸發時基電路lm555,形成占空比為2:

1的方波,方波頻率約為200hzo

此方波頻率計算公式為:f= n * p/ 60式中,y1為電機的額定轉速r/min, f為位置感測器輸出訊號的頻率、p為電機的極對數。方 波 經 濾波器濾波後,形成直流電壓送人脈寬調變器,與脈寬調變器的反饋電壓進行比較,利用得到的誤差訊號去控制脈寬調變器輸出的調製方波脈衝的寬度變化,即pwm輸出脈衝占空比的變化,利用占空比的變化調整加在電機電樞繞組上的電壓,改變電壓隨即改變電機電流,轉速依據電流的大小來改變。

在應用例項中,pwm對調速系統來說,有如下優點:系統的響應速度和穩定精度等指標比較好;電樞電流的脈動量小,容易連續,而且可以不必外加濾波電抗也可以平穩工作;系統的調速範圍寬;使用元件少、線路簡單。

直流無刷電機的成本為什麼這麼高,無刷電機成本為什麼高

看你和什麼電機對比了。和交流電機對比的話 1.從部件上來說,它要搭配驅動器,驅動器已經是成本了 2.從效能上來說速度穩定性好 對負載變動,速度依然穩定 速度範圍廣 3000rpm 發熱低 省電 噪音小,體積小,優勢明顯,當然貴了 3.從構造上來說,它的轉子是永磁鐵 省電 交流電機轉子為線圈 電生磁,...

無刷電機成本為什麼高,直流無刷電機的成本為什麼這麼高?

秋風 無刷電機成本高因為伺服電機都是直流無刷電機制造和普通電機不一樣的是無刷電機需要電子換向,需要大扭力,裡面有矽鋼片。成本自然高。任何產品的 和它的工藝成本,材料產品,市場用量有關,物以稀為貴。無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成,是一種典型的機電一體化產品。由於無刷直流電動機是以自控式執行的,所...

直流無刷電機和交流伺服電機的區別

是你找到了我 一 功能不同應用 1 直流無刷電機 接受電動機的啟動 停止 制動訊號,以控制電動機的啟動 停止和制動 接受位置感測器訊號和正反轉訊號,用來控制逆變橋各功率管的通斷,產生連續轉矩 接受速度指令和速度反饋訊號,用來控制和調整轉速 提供保護和顯示等等。2 交流伺服電機 粉狀物料的計量,常用螺...