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直流无刷电机如何控制?


什么是无刷直流电机?

无刷直流电机是不需要传统有刷直流电机中使用的电刷的直流电机。

与有刷直流电机相比,无刷直流电机具有以下两大优势。

使用寿命长,因此维护频率低。

无噪音

有刷直流电机中使用的电刷与换向器持续接触。由于电机旋转会导致电刷和换向器随着时间的推移而磨损,因此需要定期更换。相关的短寿命和维护要求是这种电动机的缺点。相比之下,因为无刷直流电机不使用这些消耗性换向器和电刷,它们的寿命更长,维护频率也低得多。因此,无刷直流电机的使用频率越来越高。

无刷直流电机不使用换向器和电刷这一事实也意味着消除了由这些部件之间的接触引起的电气和声学噪声。因此,无刷直流电机运行非常安静。

无刷直流电机用在什么地方?

无刷直流电机具有运行安静、使用寿命长和维护频率低的优点,可用于各种应用。常见的例子包括家用电器,例如空调、空气净化器和冰箱。

这些电机还用于各种商业设备,包括工业打印机、自动售货机、热水器和投影仪。与汽车和大型工业机械等其他应用一起,无刷直流电机已成为我们生活中必不可少的一部分。

无刷直流电机需要驱动电路吗?

如上所述,需要电子控制来驱动无刷直流电机,而不是机械控制。其原因可以通过无刷直流电机中旋转磁场的产生与其他电机的不同来解释。

为了使电动机旋转,您需要改变流过电动机绕组的电流方向,并产生旋转磁场。虽然由交流电源驱动的感应电机和其他电机可以使用交流电源电压来实现这一点,但直流驱动的电机需要某种形式的开关来改变电机中的电流方向,从而产生旋转磁场.
在有刷直流电机的情况下,这是通过使用电刷和换向器来实现的。然而,对于无刷直流电机,不是使用使用寿命短的电刷,而是通过半导体开关(例如双极晶体管或 FET)实现电流的交替和随之产生的旋转磁场。生活不是大问题。

无刷直流电机的线圈配置和切换

无刷直流电机一般有三个线圈。三个线圈的一端连接在一起,因此通过将一个线圈的另一端连接到正极,将另一个线圈的另一端连接到负极,使电流流过这两个线圈。两个半导体开关连接到每个线圈,其中一个连接到正极,另一个连接到负极。这给出了总共六个开关,当以正确的顺序打开和关闭时,它们会导致电机旋转。这种切换的时间由霍尔传感器检测到的转子方向确定。

换句话说,以正确的顺序打开和关闭半导体开关会产生旋转磁场,从而使无刷直流电机旋转。因此,需要一个驱动电路来执行这些步骤序列。无刷直流电机的控制方式


无刷直流电机驱动电路的构成

驱动电路由以下主要元件组成。

  1. 旋转位置传感器

    霍尔传感器,用于检测转子磁体的 N 极和 S 极。

  2. 位置检测电路

    将霍尔传感器的信号转换为数字逻辑信号的电路。

  3. 逻辑电路

    基于来自转子位置检测传感器的信号,该电路输出控制流过每个线圈的电流方向的序列。

  4. 预驱动电路

    将排序信号转换为用于打开和关闭半导体开关的信号的电路。

  5. 半导体开关

    通常使用六个半导体开关。它们根据排序信号打开和关闭,以实现电流流过使电机旋转所需的线圈。

  6. 电机驱动电源

    需要电源来提供流过电机线圈的电流,并为逻辑和传感器电路供电。

无刷直流电机的控制方式

这样,虽然需要驱动电路,但无刷直流电机具有高性能,因为它们不存在有刷直流电机存在的噪音和寿命短的问题。

更深入地了解无刷直流电机的控制方式

因为它们不使用换向器和电刷,所以驱动无刷直流电机需要电子控制而不是使用机械机构,而这是使用驱动电路完成的。驱动电路由旋转位置传感器、位置检测电路、逻辑电路、前置驱动电路、半导体开关、电机驱动电源等组成。任何从事构建包含无刷直流电机的电子设备的人都需要深入了解每个元素的作用。我们希望此处提供的信息对您有所帮助。