第三章_稀土永磁无刷直流电动机.ppt

第一节 概 述 无刷直流电动机的发展 无刷直流电动机的优点 稀土永磁无刷直流电动机的优越性 无刷直流电动机的构成 无刷直流电动机的系统图 稀土永磁无刷直流电动机结构 无刷直流电动机的发展 电机理论 稀土永磁材料 电力电子器件 专用集成电路 计算机 新型控制理论 无刷直流电动机的优点 可靠性高 维护方便 结构简单 特性好 散热容易 转速不受机械换向限制 噪声小 稀土永磁无刷直流电动机的优越性 体积小、重量轻 转动惯量小、动态特性好 气隙大、力矩脉动小 方波电机设计、方波驱动 抗去磁能力强 磁路设计简化 无刷直流电动机的构成框图 无刷直流电动机系统总体框图 无刷直流电动机的系统图 稀土永磁无刷直流电动机工作原理示意图 图（a），电流流通路径： 电源正极---V1---A相---B相---V6---电源负极 图（b），电流流通路径： 电源正极---V1---A相---C相---V2---电源负极 从（a）到（b）的60°电角范围： 转子磁场连续转动 定子合成磁场不动 稀土永磁无刷直流电动机工作原理 定子合成磁场为跳跃式旋转磁场，每个步进角是60 °电角 转子每转过60 °电角，逆变器开关管换流一次 电机有6个磁状态，每一磁状态均为两相导通 120 ° 导通型逆变器： 每相流过电流的时间相当于转子转电角 每个开关管的导通角为120 ° 稀土永磁无刷直流电动机结构示意图 稀土永磁无刷直流电动机转子结构 稀土永磁无刷直流电动机的逆变器 两种主电路形式： 桥式 非桥式 最常用的主电路 三相星形六状态 三相星形三状态 转子位置传感器 作用： 检测转子磁极相对于定子绕组轴线的位置 常用的形式： 磁敏式 电磁式 光电式 接近开关式 第二节 基本公式 方波电动机 普通无刷直流电动机 数学模型 方波电动机 稀土永磁 径向激磁 方波电动机 集中整距绕组 q=1 二相导通星形三相六状态 磁场宽度120° 电势平顶宽120° 1．? 电枢绕组感应电势 v为导体相对于磁场的线速度: （m/s） (3-2) 其中 n为电机转速（r/min） D为电枢内径； 为极距； p为极对数。 方波气隙磁感应强度对应的每极磁通为 (Wb) (3-5) 式中 为计算极弧系数 则有 (V) (3-6) 方波电动机 1．? 电枢绕组感应电势 将式（3-6）代入式（3-3）得每相绕组感应电势 (V) (3-7) 则线电势，即电枢感应电势为 (V) (3-8) 式中 为电势常数 方波电动机 2. 电枢电流 在每个导通时间内有以下电压平衡方程式 式中 U 为电源电压； 为开关管的饱和管压降； 为每相绕组电流； 为每相绕组电阻。 由上式得 (A) (3-10) 方波电动机 3. 电磁转矩 在任一时刻，电机的电磁转矩由两相绕组的合成磁场与转子永磁场相互作用而产生，则 (N.m) (3-11) 式中 为电机的角速度 方波电动机 3. 电磁转矩 (N.m) (3-12) 式中 为转矩常