直流無刷電機原理及應(yīng)用
直流電機在額定負載下會產(chǎn)生恒定轉(zhuǎn)矩性能，由于電樞磁場與轉(zhuǎn)子磁場之間恒維持90度，這樣就必須通過碳刷及整流子，在電機運轉(zhuǎn)的過程中太容易引發(fā)電火花對組件造成破壞。交流電機由于沒有碳刷和整流子，所以不需要相對應(yīng)的維護，但是性能要比直流電機的性能控制效果更加復(fù)雜。半導(dǎo)體的切換頻率更加快速，所以能夠?qū)τ隍?qū)動電機的性能有明顯提升，微處理機速度也越來越快，保證了交流電機控制，實現(xiàn)兩周直角坐標(biāo)系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)目刂?，另外由于很多的微處理機能夠?qū)刂齐姍C具有必需的功能，所以體積越來越小。位置傳感器在直流無刷電動機中起著測定轉(zhuǎn)子磁極位置的作用，為邏輯開關(guān)電路提供正確的換相信息，即將轉(zhuǎn)子磁鋼磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后去控制定子繞組換相。位置傳感器種類較多，且各具特點。在直流無刷電動機中常見的位置傳感器有以下幾種：電磁式位置傳感器、光電式位置傳感器、磁敏式位置接近傳感器。
電磁式位置傳感器在直流無刷電動機中，用得較多的是開口變壓器。用于三相直流無刷電動機的開口變壓器由定子和跟蹤轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子一般有六個極，它們之間的間隔分別為60度，其中三個極上繞一次繞組，并相互串聯(lián)后通以高頻電源，另外三個極分別繞上二次繞組WA、WB、WC。它們之間分別相隔120度。跟蹤轉(zhuǎn)子是一個用非導(dǎo)磁材料做成的圓柱體，并在它上面鑲一塊120度的扇形導(dǎo)磁材料。在安裝時將它與電動機轉(zhuǎn)軸相聯(lián)，其位置對應(yīng)于某一磁極。一次繞組所產(chǎn)生的高頻磁通通過跟蹤轉(zhuǎn)子上的到此材料耦合到二次繞組上，故在二次繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而另外兩相二次繞組由于無耦合回路同一次繞組相聯(lián)，其感應(yīng)電壓基本為零。隨著電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，扇形片也跟著旋轉(zhuǎn)，使之離開當(dāng)前耦合一次繞組而向下一個一次繞組靠近。就這樣，隨著電動機轉(zhuǎn)子運動，在開口變壓器二次繞組上分別感應(yīng)出電壓。扇形導(dǎo)磁片的角度一般略大于120度電角度，常采用130度電角度左右。在三相全控電路中，為了換相譯碼器的需要，扇形導(dǎo)磁片的角度為180度電角度。同時，扇形導(dǎo)磁片的個數(shù)應(yīng)同直流無刷電動機的極對數(shù)相等。
