無刷直流電動機(jī)工作原理

1）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

假定電機(jī)定子為3相6**，星型連接。轉(zhuǎn)子為一對**。電流方向不同時，產(chǎn)生的磁場方向不同。若繞組的繞線方向一致，當(dāng)電流從A相繞組流進(jìn)，從B相繞組流出時，電流在兩個繞組中產(chǎn)生的磁動勢方向是不同的。

三相繞組通電遵循如下規(guī)則：
每步三個繞組中一個繞組流入電流，一個繞組流出電流，一個繞組不導(dǎo)通；

6步通電順序如下：
1.A+B-    2.C+B-   3.C+A-     4.B+A-   5. B+C-    6.A+C-
每步磁場旋轉(zhuǎn)60度，每6步旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)一周；每步僅一個繞組被換相。

隨著磁場的旋轉(zhuǎn)，吸引轉(zhuǎn)子磁**隨之旋轉(zhuǎn)。
磁場順時針旋轉(zhuǎn)，電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)：1→2→3→4→5→6
磁場逆時針旋轉(zhuǎn)，電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)：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）如何實(shí)現(xiàn)換相

1.A+B-    2.C+B-   3.C+A-     4.B+A-   5. B+C-    6.A+C-
必須換相才能實(shí)現(xiàn)磁場的旋轉(zhuǎn)，如果根據(jù)轉(zhuǎn)子磁**的位置換相，并在換相時滿足定子磁勢和轉(zhuǎn)子磁勢相互垂直的條件，就能取得**大轉(zhuǎn)矩。
要想根據(jù)轉(zhuǎn)子磁**的位置換相，換相時就必須知道轉(zhuǎn)子的位置，但并不需要連續(xù)的位置信息，只要知道換相點(diǎn)的位置即可。
在BLDC中，一般采用3個開關(guān)型霍爾傳感器測量轉(zhuǎn)子的位置。由其輸出的3位二進(jìn)制編碼去控制逆變器中6個功率管的導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)換相。

霍爾元件+信號處理電路=霍爾傳感器
利用霍爾效應(yīng)，當(dāng)施加的磁場達(dá)到“動作點(diǎn)”時，OC門輸出低電壓，稱這種狀態(tài)為“開”;當(dāng)施加磁場達(dá)到“釋放點(diǎn)” 使OC門輸出高電壓，稱其為“關(guān)”。基于這個原理，可制成接近開關(guān)。
 

如果將一只霍爾傳感器安裝在靠近轉(zhuǎn)子的位置，當(dāng)N**逐漸靠近霍爾傳感器即磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到一定值時，其輸出是導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)N**逐漸離開霍爾傳感器、磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小時，其輸出仍然保持導(dǎo)通狀態(tài)；只有磁場轉(zhuǎn)變?yōu)镾**并達(dá)到一定值時，其輸出才翻轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)。在S-N交替變化磁場下，傳感器輸出波形占高、低電平各占50%。
如果轉(zhuǎn)子是一對**，則電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周霍爾傳感器輸出一個周期的電壓波形，如果轉(zhuǎn)子是兩對**，則輸出兩個周期的電壓波形。
 

直流無刷電機(jī)中一般安裝3個霍爾傳感器，間隔120度或60度按圓周分布。如果間隔120度，則3個霍爾傳感器的輸出波形相差120度電角度；輸出信號中高、低電平各占180度電角度。如果規(guī)定輸出信號高電平為“1”，低電平為“0”，則輸出的三個信號可用3位二進(jìn)制編碼表示。
 

直流有刷電機(jī)繞組中的電流實(shí)際上也是正負(fù)交替的 ，只是從電刷外部看電流是單方向的。
直流有刷電機(jī)通過換向機(jī)構(gòu)換向，直流無刷電機(jī)通過霍爾開關(guān)及逆變器換相。