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帶你徹底理解無刷電機!

fcsde-sh ? 來源:未知 ? 2023-10-10 15:45 ? 次閱讀

前言

現(xiàn)在很多設(shè)備都是搭載的無刷電機而不是有刷電機了,為啥?性能好??!

引入

同性相斥異性相吸

wKgZomUt2c2AWgzrAACufK_Ulbw593.jpg

可以看出,只要改變磁鐵的極性,電機就能轉(zhuǎn)起來

那 怎么改變磁鐵極性呢?

右手螺旋定則可以根據(jù)電流的流向來判斷哪一端是N

wKgZomUt2c6AIJmLAACZtr7gfuU465.jpg

只要電流的方向改變了,那極性也就跟著改變了

下面用通電線圈來替代磁鐵

wKgZomUt2c6AcysYAACrC2Hg5J4938.jpg

如何改變電流方向?

如果將4個開關(guān)按如圖的方式連接的話,閉合不同的開關(guān),電流方向就會發(fā)生改變(此電路是不是有點像字母‘H’,所以叫H橋電路)

wKgZomUt2c6AWB6SAADf4cPDDrM285.jpg

現(xiàn)在,把開關(guān)替換成MOS管,就可以用單片機來控制了

wKgZomUt2c6APReuAACBNj61_7s685.jpg

如何控制電機的轉(zhuǎn)速?

假如開關(guān)一會兒閉合一會兒斷開,是不是電機的轉(zhuǎn)速就會相應(yīng)改變呢,對吧?(電機由于慣性不會斷電就立即停下來,斷電只會減速)

一會低電平一會高電平這種稱為PWM(脈沖寬度調(diào)制)如圖所示

wKgZomUt2c6AZMANAABPgGueCjs675.jpg

其中占空比=高電平/周期×100%

wKgZomUt2c6AWLSHAAB5Bg5Sobg980.jpg

即改變占空比就是改變高電平的時間,也就是改變轉(zhuǎn)速

如何檢測轉(zhuǎn)子位置?

這里不得不提霍爾元件,當霍爾元件對著N級時輸出高電平,對著S級時輸出低電平

wKgZomUt2c-AGvYGAACPdmc5Icg763.jpg

但當轉(zhuǎn)動90度時,霍爾元件對著分界處,這時就紊亂了

wKgZomUt2c-AUYGzAACEBcHRnAU908.jpg

解決方法是再多加一個霍爾元件

wKgZomUt2c-AC932AABek0Q5M1k572.jpg

這樣一來,即使另一個霍爾元件對著分界處,也不會紊亂了,依舊檢測出轉(zhuǎn)子的位置

為什么會有星型接法?

如果此時給W線圈通電(產(chǎn)生N極)等轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)120度(假定順時針旋轉(zhuǎn)),再給U線圈通電,等轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)120度,再給V線圈通電

wKgZomUt2c-AIPZrAAC6_JyWq4o791.jpg

這種方式的缺點就是每條線圈是獨立的的,并且同一時刻只有一條線圈通電

那如果同一時刻是兩條線圈通電,那是不是旋轉(zhuǎn)會更快啊

下面將這3條線圈連接起來,每兩條線圈通電,這樣產(chǎn)生的力矩就變大,轉(zhuǎn)速也就變快了,不停切換三相電流的流向就能讓轉(zhuǎn)子一直高速旋轉(zhuǎn)

wKgZomUt2c-AXN8cAAB_ccgPF3U794.jpg

當霍爾元件檢測轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)多少度時,就會改變從哪條線通電或斷電

如圖所示

wKgZomUt2dCANGzZAAEv65GE4lI808.jpg

總結(jié)

無刷電機本質(zhì)是根據(jù)右手螺旋定則來切換電流方向以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),并且根據(jù)霍爾元件檢測出轉(zhuǎn)子的位置,及時切換電流方向,為了效率更高,便采用星型接法。

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