永磁无刷直流电机简介.ppt

内转子，外定子外转子，内定子
无刷直流电机的基本原理电机是：旋转磁场的产生
假定电机定子为3相6极，星型连接。转子为一对极。电流方向不同时，产生的磁场方向不同。
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。6步通电顺序6步通电顺序随着磁场的旋转，吸引转子磁极随之旋转。
磁场顺时针旋转，电机顺时针旋转：1→2→3→4→5→6
磁场逆时针旋转，电机顺时针旋转：6→5→4→3→2→1
1.A+B-2.C+B-3.C+A-4.B+A-5.B+C-6.A+C-2）如何实现换相？开关型霍尔传感器：
霍尔传感器和定子绕组是固定不转的，转子是永久磁铁，磁铁经过转子霍尔传感器后，霍尔器件产生一个脉冲。当将一块通电的半导体薄片垂直置于磁场中时，薄片两侧由此会产生电位
差，此现象称为霍尔效应。
•霍尔集成电路具有无触点、无磨损、无火花、低功耗、寿命长、灵敏度高
、工作频率高的特点。
•霍尔集成电路是霍尔元件与电子线路一体化的产品，它是由霍尔元件、放
大器、温度补偿电路和稳压电路利用集成电路工艺技术制成的。它能感知
一切与磁有关的物理量，又能输出相关的电控信息，所以霍尔集成电路既
是一种集成电路，又是一种磁敏传感器。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。

100000001011111110100000001011111110三相永磁无刷直流电动机转子位置传感器输出信号Ha、Hb、Hc在每360°电角度内给出了6个代码，按其顺序排列，6个代码是101、100、110、010、011、001。当然，这一顺序与电动机的转动方向有关，如果转向反了，代码出现的顺序也将倒过来
图5是三相永磁无刷直流电动机的电子换向器主回路，也就是由6只功率开关元件组成的三相H形桥式逆变电路。一、电枢绕组的反电势
单根电枢绕组在气隙磁场中的感应电势

式中：B——气隙磁感应强度；
l——导体的有效长度；
v——转子相对于定子导体的线速度。如果定子每相绕组串联的匝数是N，则每相绕组的反电势为：

方波气隙磁感应强度对应的每极磁通为：

其中，α是计算极弧系数。因而有：方波电动机的电磁转矩Te是由两相绕组的合成磁场与转子的磁场相互作用而产生的。可以利用功率与速度的关系来计算电磁转矩。

式中：—角速度，
I—电枢电流
E—两相电动势之和直流电机的基本方程式直流电动机的机械特性直流电动机的自然机械特性
在额定电压,额定磁通,电枢电路内不外接电阻时的机械特性即为自然机械特性.改变电枢电压的人工机械特性改变磁通的人工机械特性电机的绕组单元电机Z0和p0组合选择的约束条件:
分数槽电机的Z0和p0组合不是可以任意选择的。通过磁势相量星形图对电机绕组及霍尔位置的分析这种结构中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的表面上，永磁体的充磁方向为径向。
表贴式转子磁路结构又可分为凸出式和插入式两种
表贴凸出式和插入式转子磁路结构图其结构简单，制造成本较低，转动惯量较小，多用于矩形波永磁同步电动机和恒功率运行范围不宽的永磁同步电动机中这类结构的永磁体放置在转子铁心内部，永磁体外表面与转子铁心外圆之间有铁磁物质制成的极靴，极靴中可以放置铸铝笼或铜条笼，起阻尼或（和）启动作用，动、稳态性能好。广泛用于要求有异步启动能力或动态性能高的永磁同步电动机。
内置式转子磁路结构又可分为：径向式、切向式、混合式1）内置径向式永磁体材料的选择铁氧体：适合于对电机体积、重量和性能要求不高，而对电机的经济性要求高的场合。
铝镍钴：适合于对电机体积、重量和性能要求不高，但工作温度超过300度或要求温度稳定性好且电机的成本不高的场合。
钕铁硼：适合于对电机体积、重量和性能要求很高，工作环境温度不高，对永磁体温度稳定性要求不高的场合。
稀土钴：适合于对电机体积、重量和性能要求很高，工作环境温度高，要求温度稳定性好，制造成本不是主要考虑因素的场合。
粘结永磁材料：适合批量大、磁极形状复杂、电机性能要求不高的场合。转子设计转子设计损耗与效率（1）、（2）、（5）项损耗称为空载损耗或不变损耗，（3）、（4）项又称为负载损耗或可变损耗。謝謝