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然而,电流控制器的处理带宽是有上限的。随着速度继续增加,电流可能会发生相移或畸变,导致定子磁场和转子不再相互垂直。这样,在块换向时,就会产生具有该峰值的转矩波动,其频率为电机电旋转频率的六倍。线圈两端的电压越大,通过线圈的电流越大,产生的磁场越强,转子旋转得越快。但在这种情况下,随着转速的增加,绕组电流控制器将接收到变化越来越快的电流值。
无传感器控制可大致分为两类: 简单的无传感器控制器,直接测量相应未通电绕组中的反电动势。异步起动是通过电阻将电机转子励磁绕组短路。当转速接近同步转速时,去掉电阻,同时加入励磁功率,定子和转子磁场就被拉成同步。按转子的结构可分为:笼型异步电动机(旧标准中称为鼠笼异步电动机)和绕线式异步电动机(旧标准中称为绕线式异步电动机)。
此类设备的核心是极其精确的电机模型,该模型与实际电机同时计算这些测量值,例如绕组中的电流水平,基于已知的输入值(例如一组脉宽调制)。驱动器由电力电子器件和集成电路组成。其作用是:接收电机的启动、停止、制动信号,控制电机的启动、停止、制动;接收位置传感器信号和正反转信号,控制反转方向。可变桥功率管开启和关闭,产生连续扭矩;接收速度指令和速度反馈信号,控制和调节速度;它提供保护和显示等。
为了将涡流造成的电流损失降至最低,定子由相互抵消的薄绝缘金属板制成。电机转子上粘有已磁化的永磁体。为了检测电机转子的极性,在电机中安装了位置传感器。根据初中时学过的右手螺旋法则,当电流从线圈的上流向下时,线圈顶部的极性为N,底部的极性为S。
由于无刷直流电机具有直流有刷电机的特点,又是一种变频装置,所以又称为直流变频,国际通用术语为BLDC。无刷直流电机的运行效率、低速扭矩、速度精度都比其他变频器的控制技术更出色,因此值得业界关注。确定转子位置的必要性在于必须定期切换绕组中的电流,以保证定子磁场和转子磁场始终处于垂直状态,即它们继续以所需的速度旋转。
由于连接的电源是直流电源,所以我们通常使用PWM(脉冲宽度调制)来控制线圈两端的电压。因为在正弦换向中,电流值(由扭矩控制环确定)和绕组电流控制这两个任务需要单独处理,或者由独立的控制器单独执行。外转子电机也可以更短,通常具有较小的失速扭矩,并且由于它们在相同磁力下具有较大的转子直径,因此它们也具有更大的扭矩。
术语PMSM 和BLDC 通常一起使用,以区分具有正弦感应电压(反电动势)的PMSM 电机和具有梯形感应电压的BLDC 电机(见下文)。
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