Corpul motorului de curent continuu fără perii este similar în structură cu motorul sincron cu magnetul permanent, cu excepția faptului că nu există înfășurarea cuștii și dispozitivul său de pornire. Înfășurarea statorului său poate fi o structură monofazată simplă sau mai mult decât trei faze. Metodele de conectare a înfășurărilor armăturilor includ în principal conexiunea stea și delta. Circuitele electronice de navetă au, în general, tipuri de poduri și non-poduri. , ele pot fi compuse din mai multe variante. Următoarea este o analiză simplă a principiului de lucru al celui mai comun motor de curent continuu cu magnet permanent cu șase stele cu două două-două trei faze.
Structura motorului de curent continuu fără perii cu doi poli trifazat
A, B și C sunt înfășurări statoare trifazate, care sunt conectate cu dispozitivele de comutare a puterii V1, V2, V3 în circuitul electronic de comutare, iar rotorul de urmărire al senzorului de poziție este plasat pe arborele rotativ al motorului. VP1, VP2 și VP3 sunt distribuite uniform la un capăt al motorului dc fără perii, cu o diferență de 120 de grade în coeficientul spațial. Prin acțiunea plăcii de umbrire rotative asupra arborelui motorului, poziția polului magnetic al rotorului este determinată în funcție de faptul dacă un anumit dispozitiv optoelectronic este iluminat de lumină.
Dacă faza A a înfășurării statorului este energizată la un moment dat, curentul interacționează cu câmpul magnetic principal generat de magnetul permanent de pe rotor pentru a genera cuplu electromagnetic, astfel încât rotorul să se rotească, iar poziția magnetului rotorului să devină un semnal electric prin senzorul de poziție. , și apoi controlați circuitul electronic de comutare, astfel încât fiecare înfășurare de fază a statorului să fie activată pe rând, iar curentul fazei statorului va schimba fazele într-o anumită ordine odată cu schimbarea poziției rotorului. În acest fel, secvența de conducere a circuitului de comutare electronică poate fi sincronizată cu unghiul de rotație al rotorului pentru a obține efectul de comutare mecanică.
Modelul matematic al motorului dc fără perii
Motor dc fără perii trifazat cu doi poli, structura rotorului interior, conexiunea în formă de stea a înfășurărilor statorului și trei elemente Hall sunt distribuite uniform, cu o diferență de 120 de grade în spațiu. În același timp, se presupune că motorul are următoarele caracteristici:
(1) Circuitul magnetic al motorului nu este saturat, iar efectul curentului eddy, pierderea histerezisului și reacția armăturii sunt ignorate;
(2) Mai mică decât influența cuplului de cogging;
(3) Dispozitivele de alimentare din circuitul de control sunt toate dispozitivele ideale de comutare.
Ecuația cuplului
Când motorul de curent continuu este în stare normală de funcționare, cuplul electromagnetic se referă la cuplul generat de interacțiunea dintre conductor și magnetul permanent după ce înfășurarea armăturii este energizată. Când motorul funcționează normal, două faze ale înfășurării sunt menținute în același timp, astfel încât puterea electromagnetică Pm este:
Pm = 2EpIp
Fără a ține cont de influența comutației actuale, cuplul electromagnetic Te al motorului este:
Te = Pm / Wi / Np = 2npEpIp / W1 = 2npψp Ip
În formulă, Ep este valoarea de vârf a forței electromotive a motorului de curent continuu fără perii;
Ip este valoarea de vârf actuală a motorului
Ψp este valoarea de vârf a legăturii fluxului electromagnetic al motorului
Din formula se poate observa că cuplul electromagnetic al motorului este proporțional cu curentul de vârf
ecuația mișcării
În general, ecuația mișcării sistemului este
Te - TL - Zw = J * dw / dt
În formulă, Te și TL sunt cuplul electromagnetic și cuplul de încărcare al motorului
W este viteza unghiulară a motorului;
Z este coeficientul de frecare vâscoasă
J este momentul de inerție al rotorului motorului
Analiza caracteristică a motorului dc fără perii
Caracteristici de pornire
La început, deoarece EMF-ul din spate este zero, curentul de armătură este:
I=Ud -2△U/2R
În formulă, Ud este tensiunea liniei înfășurărilor în două faze pornite de motor;
△ U este căderea de putere în circuitul de control;
R este rezistența internă a înfășurării statorului motor
Datorită rezistenței interne mici, curentul de armătură crește rapid la pornire, astfel încât cuplul electromagnetic de pornire este mare, care poate fi pornit rapid și poate fi pornit direct sub sarcină. Când viteza crește, repulsia armăturii face ca forța electromotivă indusă să crească, cuplul motorului scade, iar viteza de accelerație scade, de asemenea, și în cele din urmă intră în starea normală de lucru, iar viteza și curentul de armătură sunt stabile în acest moment.
Când motorul este pornit fără sarcină, curba vitezei și a curentului de armătură cu timpul este prezentată în figură
Proprietăți mecanice
Caracteristicile mecanice se referă la relația dintre viteza motorului și cuplul electromagnetic atunci când tensiunea dc Ud este constantă. Ecuația caracteristicilor mecanice ale motorului de curent continuu fără perii este:
n=15/ BlπR′Wфsquare(U-RI-L dI/dt)
După ce ați terminat, puteți obține:
n=30/π* Kt Ud – 2RTe/Ke Kt
În formulă, Kt este coeficientul de cuplu al motorului
Ke este coeficientul de forță electromotivă indus al motorului
Ud este tensiunea liniei
Se poate observa că există o relație liniară între viteza de rotație și cuplul electromagnetic. Cu toate acestea, în procesul efectiv de funcționare, când cuplul electromagnetic devine mai mare, reacția armăturii va produce un anumit efect de demagnetizare. În același timp, având în vedere neliniaritatea dispozitivului de alimentare care conduce circuitul de comandă, capătul curbei caracteristice mecanice a motorului se va îndoi în jos. .
Curba caracteristică mecanică a motorului de curent continuu fără perii este prezentată în figură
Caracteristici de ajustare
Caracteristica de reglare se referă la schimbarea relației dintre viteza motorului și tensiunea aplicată atunci când cuplul electromagnetic al motorului este constant. Când motorul de curent continuu fără perii se află într-o stare stabilă, ignorând pierderea dispozitivului de alimentare care conduce circuitul de comandă, există următoarea relație
Ud = raI + π /30 * Ken
KTI-TL= π/30Zn
Apoi, relația dintre viteză și tensiune este
N=30/30 KTKe+πraZ*(KT Ud –ra –TL)
Astfel, se poate obține curba vitezei motorului dc fără perii care se schimbă cu Ud sub diferite cuplu electromagnetic Te, Te1<><><>
Motorul dc fără perii are performanțe bune de control, dar atunci când Ud este mic, cuplul electromagnetic este, de asemenea, mic, cuplul electromagnetic este, de asemenea, mic, cuplul de sarcină nu poate fi reținut, iar motorul nu poate fi pornit, astfel încât viteza motorului este zero, iar când Ud crește Când depășește tensiunea liniei porții, motorul începe să pornească și se execută treptat într-o stare de echilibru. Când Ud este mai mare, viteza este, de asemenea, mai mare. În același timp, datorită existenței frecării, caracteristica de ajustare nu trece prin origine.
