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      標(biāo)簽　>　BLDC

      BLDC

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      BLDC，無刷直流電機(jī)（Brushless Direct Current Motor， BLDCM）的誕生，克服了有刷直流電機(jī)的先天性缺陷，以電子換向器取代了機(jī)械換向器。

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      BLDC百科

      　　BLDC，無刷直流電機(jī)（Brushless Direct Current Motor， BLDCM）的誕生，克服了有刷直流電機(jī)的先天性缺陷，以電子換向器取代了機(jī)械換向器。

      　　無刷直流電機(jī)

      　　無刷直流電機(jī)（Brushless Direct Current Motor， BLDCM）的誕生，克服了有刷直流電機(jī)的先天性缺陷，以電子換向器取代了機(jī)械換向器，所以無刷直流電機(jī)既具有直流電機(jī)良好的調(diào)速性能等特點(diǎn)，又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、無換向火花、運(yùn)行可靠和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。無刷直流電機(jī)的實(shí)質(zhì)是直流電源輸入，采用電子逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，有轉(zhuǎn)子位置反饋的三相交流永磁同步電機(jī)。

      　　無刷直流電機(jī)詳解

      　　直流電機(jī)主要有直流有刷電機(jī)和無刷直流電機(jī)兩種。

      　　1． 有刷直流電機(jī)

      　　直流電機(jī)以良好的啟動性能、調(diào)速性能等優(yōu)點(diǎn)著稱，其中屬于直流電機(jī)一類的有刷直流電機(jī)采用機(jī)械換向器，使得驅(qū)動方法簡單，其模型示意圖如圖 1.2 所示。

      　　電機(jī)主要由永磁材料制造的定子、繞有線圈繞組的轉(zhuǎn)子（電樞） 、換向器和電刷等構(gòu)成。只要在電刷的A和B兩端通入一定的直流電流， 電機(jī)的換向器就會自動改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場方向，這樣，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子就會持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去。

      　　

      　　由些可見，換向器和電刷在直流電機(jī)中扮演著重要的角色，雖然它可以簡化電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)，但是，它自身卻存在一定的缺點(diǎn)：

      　　z 結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，增加了制造成本；

      　　z 容易被環(huán)境（如灰塵等）影響，降低了工作的可靠性；

      　　z 換向時會產(chǎn)生火花，限制了使用范圍；

      　　z 容易損壞，增加了維護(hù)成本等。

      　　2． 無刷直流電機(jī)

      　　無刷直流電機(jī)（Brushless Direct Current Motor， BLDCM）的誕生，克服了有刷直流電機(jī)的先天性缺陷，以電子換向器取代了機(jī)械換向器，所以無刷直流電機(jī)既具有直流電機(jī)良好的調(diào)速性能等特點(diǎn)，又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、無換向火花、運(yùn)行可靠和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

      　　圖 1.3 所示無刷直流電機(jī)模型，它是從圖 1.2轉(zhuǎn)化過來的模型。它主要由用永磁材料制造的轉(zhuǎn)子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器（可有可無）組成。可見，它和直流電機(jī)有著很多共同點(diǎn)，定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)差不多（原來的定子變?yōu)檗D(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子變?yōu)槎ㄗ樱?，繞組的連線也基本相同。但是，結(jié)構(gòu)上它們有一個明顯的區(qū)別：無刷直流電機(jī)沒有直流電機(jī)中的換向器和電刷，取而代之的是位置傳感器。這樣，電機(jī)結(jié)構(gòu)就相對簡單，降低了電機(jī)的制造和維護(hù)成本，但無刷直流電機(jī)不能自動換向 （相） ， 犧牲的代價是電機(jī)控制器成本的提高 （如同樣是三相直流電機(jī)，有刷直流電機(jī)的驅(qū)動橋需要 4 只功率管，而無刷直流電機(jī)的驅(qū)動橋則需要 6 只功率管） 。

      　　圖 1.3 所示為其中一種小功率三相、星形連接、單副磁對極的無刷直流電機(jī)，它的定子在內(nèi)，轉(zhuǎn)子在外，結(jié)構(gòu)和圖 1.2 所示的直流電機(jī)很相似。另一種無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和這種剛剛相反，它的定子在外，轉(zhuǎn)子在內(nèi)，即定子是線圈繞組組成的機(jī)座，而轉(zhuǎn)子用永磁材料制造。

      　　

      　　無刷直流電機(jī)有以下的特點(diǎn)：

      　　z 無刷直流電機(jī)的外特性好，能夠在低速下輸出大轉(zhuǎn)矩，使得它可以提供大的起動轉(zhuǎn)矩；

      　　z 無刷直流電機(jī)的速度范圍寬，任何速度下都可以全功率運(yùn)行；

      　　z 無刷直流電機(jī)的效率高、過載能力強(qiáng)，使得它在拖動系統(tǒng)中有出色的表現(xiàn)；

      　　z 無刷直流電機(jī)的再生制動效果好，由于它的轉(zhuǎn)子是永磁材料，制動時電機(jī)可以進(jìn)入發(fā)

      　　電機(jī)狀態(tài)；

      　　z 無刷直流電機(jī)的體積小，功率密度高；

      　　z 無刷直流電機(jī)無機(jī)械換向器，采用全封閉式結(jié)構(gòu)，可以防止塵土進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，可靠

      　　性高；

      　　z 無刷直流電機(jī)比異步電機(jī)的驅(qū)動控制簡單。

      　　1.2.2 無刷直流電機(jī)的工作原理

      　　無刷直流電機(jī)的定子是線圈繞組電樞，轉(zhuǎn)子是永磁體。如果只給電機(jī)通以固定的直流電流，則電機(jī)只能產(chǎn)生不變的磁場，電機(jī)不能轉(zhuǎn)動起來，只有實(shí)時檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，再根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置給電機(jī)的不同相通以對應(yīng)的電流，使定子產(chǎn)生方向均勻變化的旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)才可以跟著磁場轉(zhuǎn)動起來。

      　　如圖 1.4 所示為無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動原理示意圖，為了方便描述，電機(jī)定子的線圈中心抽頭接電機(jī)電源 POWER，各相的端點(diǎn)接功率管，位置傳感器導(dǎo)通時使功率管的 G極接 12V，功率管導(dǎo)通，對應(yīng)的相線圈被通電。由于三個位置傳感器隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，會依次導(dǎo)通，使得對應(yīng)的相線圈也依次通電，從而定子產(chǎn)生的磁場方向也不斷地變化，電機(jī)轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)動起來，這就是無刷直流電機(jī)的基本轉(zhuǎn)動原理——檢測轉(zhuǎn)子的位置，依次給各相通電，使定子產(chǎn)生的磁場的方向連續(xù)均勻地變化。

      　　

      　　在下文介紹無刷直流電機(jī)的有位置傳感器驅(qū)動的一節(jié)，將會進(jìn)一步介紹無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動原理。

      　　為了方便理解，本文檔以下內(nèi)容統(tǒng)一用如圖 1.5 所示的這兩種符號作為模型簡介，圖 A為電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子在同一圓心上，圖B 為不同一圓心上，是為了方便說明電機(jī)內(nèi)部磁場。詳細(xì)請看下文。

      　　

      　　1.3 無刷直流電機(jī)的驅(qū)動方法

      　　無刷直機(jī)電機(jī)的驅(qū)動方式按不同類別可分多種驅(qū)動方式，它們各有特點(diǎn)。

      　　按驅(qū)動波形：

      　　z 方波驅(qū)動，這種驅(qū)動方式實(shí)現(xiàn)方便，易于實(shí)現(xiàn)電機(jī)無位置傳感器控制；

      　　z 正弦驅(qū)動，這種驅(qū)動方式可以改善電機(jī)運(yùn)行效果，使輸出力矩均勻，但實(shí)現(xiàn)過程相對復(fù)雜。同時，這種方法又有 SPWM 和 SVPWM（空間矢量 PWM）兩種方式，SVPWM的效果好于 SPWM。

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        角度傳感器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會計數(shù)一次。
      • TOF
        TOF
        +關(guān)注
      • L298
        L298
        +關(guān)注
      • DMD
        DMD
        +關(guān)注
        DMD是一種整合的微機(jī)電上層結(jié)構(gòu)電路單元，利用COMS SRAM記憶晶胞所制成。DMD上層結(jié)構(gòu)的制造是從完整CMOS內(nèi)存電路開始，再透過光罩層的使用，制造出鋁金屬層和硬化光阻層交替的上層結(jié)構(gòu)
      • OV7620
        OV7620
        +關(guān)注
        ov7620是一款CMOS攝像頭器件，是彩色CMOS型圖像采集集成芯片，提供高性能的單一小體積封裝，該器件分辨率可以達(dá)到640X480，傳輸速率可以達(dá)到30幀。
      • MC9S12XS128
        MC9S12XS128
        +關(guān)注
        HCS12X系列單片機(jī)簡介 Freescale 公司的16位單片機(jī)主要分為HC12 、HCS12、HCS12X三個系列。HC12核心是16位高速CPU12核，總線速度8MHZ；HCS12系列單片機(jī)以速度更快的CPU12內(nèi)核為核心，簡稱S12系列，典型的S12總線速度可以達(dá)到25MHZ。
      • TDC-GP2
        TDC-GP2
        +關(guān)注
      • 干擾器
        干擾器
        +關(guān)注
        干擾器有多種類型，如GPS干擾器是適用于長途客車司機(jī)以及一些不想被GPS信號追蹤到的人群的一個機(jī)器，手機(jī)信號干擾器主要針對各類考場、學(xué)校、加油站、教堂、法庭、圖書館、會議中心（室）、影劇院、醫(yī)院、政府、金融、監(jiān)獄、公安、軍事重地等禁止使用手機(jī)的場所。
      • 重力傳感器
        重力傳感器
        +關(guān)注
        采用彈性敏感元件制成懸臂式位移器，與采用彈性敏感元件制成的儲能彈簧來驅(qū)動電觸點(diǎn)，完成從重力變化到電信號的轉(zhuǎn)換，廣泛應(yīng)用在中高端智能手機(jī)和平板電腦內(nèi)。
      • 線束
        線束
        +關(guān)注
      • 半導(dǎo)體工藝
        半導(dǎo)體工藝
        +關(guān)注
      • 機(jī)械臂
        機(jī)械臂
        +關(guān)注
      • MPSoC
        MPSoC
        +關(guān)注
      • Genesys
        Genesys
        +關(guān)注
      • 直流無刷電機(jī)
        直流無刷電機(jī)
        +關(guān)注
        無刷直流電機(jī)由電動機(jī)主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 無刷電機(jī)是指無電刷和換向器（或集電環(huán)）的電機(jī)，又稱無換向器電機(jī)。早在十九紀(jì)誕生電機(jī)的時候，產(chǎn)生的實(shí)用性電機(jī)就是無刷形式，即交流鼠籠式異步電動機(jī)，這種電動機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。
      • 半導(dǎo)體制冷片
        半導(dǎo)體制冷片
        +關(guān)注
      • 聲紋識別
        聲紋識別
        +關(guān)注
        聲紋識別，生物識別技術(shù)的一種，也稱為說話人識別，包括說話人辨認(rèn)和說話人確認(rèn)。聲紋識別就是把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，再用計算機(jī)進(jìn)行識別。不同的任務(wù)和應(yīng)用會使用不同的聲紋識別技術(shù)，如縮小刑偵范圍時可能需要辨認(rèn)技術(shù)，而銀行交易時則需要確認(rèn)技術(shù)。
      • 零序
        零序
        +關(guān)注
      • ATmega16單片機(jī)
        ATmega16單片機(jī)
        +關(guān)注
      • 直流電壓
        直流電壓
        +關(guān)注
        凡是電流方向不隨時間變化的電流稱為直流電壓。電流值可以全為正值，也可以全為負(fù)值。在直流電流中又可分為兩種：穩(wěn)恒直流和脈動直流。直流輸電技術(shù)已經(jīng)由簡單的端對端工程朝著大規(guī)模多端輸電的方向發(fā)展，這些工程將是未來直流電網(wǎng)的組成部分，將相同電壓等級的直流工程連接成網(wǎng)遠(yuǎn)比不同電壓等級下的獨(dú)立工程更經(jīng)濟(jì)、便捷。
      • LPC2368
        LPC2368
        +關(guān)注
      • 緩沖電路
        緩沖電路
        +關(guān)注
      • Buck-Boost
        Buck-Boost
        +關(guān)注
        buck是降壓型電路，boost是升壓型電路，可以分開單獨(dú)使用，buck-boost電路就是把2種電路合在一起，可升可降。buck-boost拓?fù)潆娐房梢詫?shí)現(xiàn)升降壓功能，常見的buck-boost電路有兩種，第一種是輸入與輸出電壓極性相反，只需采用一個開關(guān)管和二極管。另外一種是采用兩個開關(guān)管和兩個二極管，可實(shí)現(xiàn)同極性電壓升降壓功能。
      • 識別技術(shù)
        識別技術(shù)
        +關(guān)注
        所謂識別技術(shù)，也稱為自動識別技術(shù)，通過被識別物體與識別裝置之間的交互自動獲取被識別物體的相關(guān)信息，并提供給計算機(jī)系統(tǒng)供進(jìn)一步處理。
      • 制冷片
        制冷片
        +關(guān)注
      • 電磁繼電器
        電磁繼電器
        +關(guān)注
        電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流、較低的電壓去控制較大電流、較高的電壓的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。
      • VCM
        VCM
        +關(guān)注
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