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无刷直流电机
2016年12月21日

无刷直流电机  
 
无刷直流电机的工作原理   

    无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。

电动机的转子上粘有已充磁的永磁体 ,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。

 

无刷直流电机的特点


  1、全面替代直流电机调速、全面替代变频器+变频电机调速、全面替代异步电机+减速机调速;

  2、具有传统直流电机的所有优点,同时又取消了碳刷、滑环结构;

  3、可以低速大功率运行,可以省去减速机直接驱动大的负载;

  4、体积小、重量轻、出力大;

  5、转矩特性优异,中、低速转矩性能好,启动转矩大,启动电流小;

  6、无级调速,调速范围广,过载能力强;

  7、软启软停、制动特性好,可省去原有的机械制动或电磁制动装置;

  8、效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消除了多级减速耗,综合节电率可达20%~60%,仅节电一项一年收回购置成本;

  9、可靠性高,稳定性好,适应性强,维修与保养简单;

  10、耐颠簸震动,噪音低,震动小,运转平滑,寿命长;

  11、没有无线电干扰,不产生火花,特别适合爆炸 性场所,有防爆型;

  12、根据需要可选梯形波磁场电机和正旋波磁场电机。

 


无刷直流电机的注意事项


  (1)在拆卸前,要用压缩空气吹净电机表面灰尘,并将表面污垢擦拭干净。

  (2)选择电机解体的工作地点,清理现场环境。

  (3)熟悉电机结构特点和检修技术要求。

  (4)准备好解体所需工具(包括专用工具)和设备。

  (5)为了进一步了解电机运行中的缺陷,有条件时可在拆卸前做一次检查试验。为此,将电机带上负载试转,详细检查电机各部分温度、声音、振动等情况,并测试电压、电流、转速等,然后再断开负载,单独做一次空载检查试验,测出空载电流和空载损耗,做好记录。

  (6)切断电源 ,拆除电机外部接线,做好记录。

  (7)选用合适电压的兆欧表测试电机绝缘电阻 。为了跟上次检修时所测的绝缘电阻值相比较以判断电机绝缘变化趋势和绝缘状态,应将不同温度下测出的绝缘电阻值换算到同一温度,一般换算至75℃。

  (8)测试吸收比K。当吸收比大于1.33时,表明电机绝缘不曾受潮或受潮程度不严重。为了跟以前数据进行比较,同样要将任意温度下测得的吸收比换算到同一温度。

 

 

无刷直流电机的选型

 

  无刷直流电机选型时需参考的主要参数有以下几点:

  最大扭矩:可以通过将负载扭矩、转动惯量和摩擦力相加得到,另外,还有一些额外的因素影响最大扭矩如气隙空气的阻力等。

  平方模扭矩:可以近似的认为是实际应用需要的持续输出扭矩,由许多因素决定:最大扭矩、负载扭矩、转动惯量、加速、减速及运行时间等。

  转速:这是有应用需求的转速,可以根据电机的转速梯形曲线来确定电机的转速需求,通常计算时要留有10%的余量。

 

无刷直流电机的应用


  无刷直流电机的应用十分广泛,如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。总的来说,无刷直流电机可以分为一下三种主要用途

 

  持续负载应用:

主要是需要一定转速但是对转速精度要求不高的领域,比如风扇、抽水机、吹风机等一类的应用,这类应用成本较低且多为开环控制。

 

  可变负载应用:

主要是转速需要在某个范围内变化的应用,对电机转速特性和动态响应时间特性有更高的需求。如家用器具中的洗衣机、甩干机和压缩机就是很好的例子,汽车工业领域中的油泵控制、电控制器、发动机控制等,这类应用的系统成本相对更高些。

 

  定位应用:

大多数工业控制和自动控制方面的应用属于这个类别,这类应用中往往会完成能量的输送,所以对转速的动态响应和转矩有特别的要求,对控制器的要求也较高。测速时可能会用上光电解码器和一些同步设备。过程控制、机械控制和运输控制等很多都属于这类应用。
 

   
 
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