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三相直流無刷永磁電機的連接方式


在三項直流無刷永磁電機的前提下

如果是方波充磁的話,就稱之為BLDC(無刷直流電機,Brushless Direct Current Motor, BLDCM)

如果是180度充磁,稱之為正弦波電機(PMSM),也稱之為空間矢量控制

什么是三項 :三項代表的是UVW三項。
單項導通

單項導通的導通方式是一項一項輪流導通

導通順序為:U - V - W - U - V - W
圖為單項導通的UVW連接圖

圖為單項導通的UVW連接圖
優(yōu)點和缺點

優(yōu)點:控制簡單

缺點:

每次只有一項繞組導通,另外兩項不導通,造成繞組的浪費

馬達轉的時候,額線圈實際上就是線包/銅絲。馬達的銅絲越多,體積就越大。因為每次只有一項繞組導通,另外兩項繞組不導通,實際上有兩個繞組是浪費的,電流必然會小。如果用一項繞組導通和兩相繞組導通進行對比,相同體積,一項繞組功率小。如果一項繞組導通和兩相繞組導通的功率相等,那么兩項繞組電機體積小。

結論:

控制器成本低廉,控制簡單,但是馬達功率低,電機成本高。
星形連接
圖為星形連接的UVW連接圖
圖為星形連接的UVW連接圖
導通方式:兩項繞組輪流導通

當U項和V項導通,則W項不導通

當V項和W項導通,則U項不導通

當W項和U項導通,則V項不導通

因為每一時刻只有兩項被導通,所以就稱之為兩項繞組輪流導通

這種連接方式,也稱之為星形連接。

其中電流的流向分為 6種狀態(tài):

1)U-V 

2)V-W

3)W-U

4)V-U

5)W-V

6)U-W

優(yōu)點:

在同一時刻,有兩個繞組同時在工作,效率提高了

功率大了,力矩大了從而導致扭矩大,電機體積會小

缺點:

不適合做大電機和大功率設備,因為星形連接是三項都有一個中心點,如果要痛大電源/讓大電流通過的話(比如200A),在這個中心點上就必須有個焊接電阻。這個時候一旦形成大電流的話,就會產生熱損耗,這個時候嗯發(fā)熱,就會升溫,溫度高了,電阻融化。
三角連接

圖為三角連接的UVW連接

  1. 圖為三角連接的UVW連接
    三角連接的特點

  2.   所有引出線都在電機的外部

  3. 內部沒有引出線(相對于星形連接),適合做大電機,適合大電源

  4. 在任何情況下,都有三個繞組都在通電,功率很大,力矩大,扭矩也很大

  5. 相同的體積,輸出的功率最大,也就是有效匝數是最多的

同樣的功率電機而言,輸出扭矩和輸出功率也是最大,轉速偏低

  1. 三角連接和星形連接的區(qū)別 

  2. 三角連接的扭矩比星形連接要大

三角連接扭矩比星形連接大,意味著電感量大,匝數多,轉速低。在一定功率情況下,電感量和轉速呈反比
磁極

很多電機都會有多對磁極。

磁極對數越多,每轉一圈的機械周期 里面需要轉動的電角度就越多,電機一圈的位置轉動每一格就比較少。

 

由于是無刷電機,所以需要電子換向,要知道換向,就需要確定轉子的位置,才能確定換向時刻點。
怎么確定換向時刻點

傳感器1.1 HALL1.2 旋轉變壓器1.3 光柵

無位置傳感器的控制方式無位置傳感器電機,叫無感馬達有位置傳感器電機,叫有感馬達
HALL的種類

HALL是一種磁感應,需要供電,磁感應之后,會把磁信號轉換為電信號

HALL 分為鎖存型HALL 和 HALLy元件

 

將磁極的N/S變成電壓的高/低電平,稱之為鎖存型HALL

類似于交流變量,把交流變量變成一個方波(通過比較器)稱之為HALL元件。

 



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