单相直流无刷风扇马达考量磁场非线性的动态模拟分析-势流科技.PDFVIP

單相直流無刷風扇馬達考量磁場非線性單相直流無刷風扇馬達考量磁場非線性 單相直流無刷風扇馬達考量磁場非線性單相直流無刷風扇馬達考量磁場非線性 的動態模擬分析的動態模擬分析 的動態模擬分析的動態模擬分析 編撰： 勢流科技 陳桂村 摘要 摘要 摘要摘要 本研習接續先前 FT025 實施例的工作，並且緣用其中單相雙線(Bifilar Single Phase)散 熱風扇的直流無刷馬達(Brushless Direct Current Motor, BLDCM) ，運用 FEM 數值方 法，從 JMAG-Designer 輸出材料、幾何非線性的參數數據，然後在 MATLAB/Simulink 環境建模、模擬。其中，非線性數據包括：線圈電感(L ) 、反電動勢常數(K , K ) 。除了 a t e 比較理想化(電機參數為常定)模型與非線性(考量磁化材料和幾何特徵)模型之間輸出結 果的差異，並且因應環境溫度變化的假想條件，結合開迴路(Open-Loop)電壓控制及無傳 感器位置偵測(Encoderless Position Sensing)的換相(Commutation)方法，以及採用比例積 分(Proposition-Integration, PI)控制器來進行閉迴路(Close-Loop)的電流和轉速調節，以達 成風扇變溫調速的散熱冷卻的目標。 關鍵字：關鍵字 Bifilar Single Phase BLDCM, Cooling Fan, FEM, Open-Loop / Close-Loop, 關鍵字關鍵字 Encoderless Position Sensing, Commutation, PI Controller. (A) 介紹介紹 介紹介紹 Fig.(1) 本研習本研習 BLDCM 兩相半波驅動風扇馬達：兩相半波驅動風扇馬達 ：(左左)典型實品外觀，典型實品外觀 ，(右右) FEM 模擬模擬 3D/2D 模型模型 本研習本研習 兩相半波驅動風扇馬達兩相半波驅動風扇馬達 ：：左左 典型實品外觀典型實品外觀 ，，右右 模擬模擬 模型模型 在有刷直流電機中，換相功能由等同位置感測的換相器和類似開關切換的電刷來執 行，而且機械換相器具有速度限制、噪聲和磨損等一些缺點；因此，克服這些缺點一直 是永磁(Permanent Magnet, PM)無刷電機發展的主要動力。顧名思義，PM-BLDC 電機不 使用電刷進行換相，而是藉由電子訊號達到的。BLDC 電機與有刷直流電機相較，具有 下列的優點：(1) 更好的轉矩特性，(2) 高的動態響應，(3) 高效率，(4) 使用壽命長，(5) 噪音低，以及(6) 更高的速度範圍。以下就研習永磁電機的基本諸元及操作技術相關的 要點歸納簡介： PM 電機分類電機分類 電機分類電機分類 2T026-單相直流無刷風扇馬達考量磁場非線性的動態模擬分析_Rev_081 07 / 19 / 2017 1 / 18 第一個稱為無刷直流(BLDC)電動機，具有反電動勢呈梯形並且由方波