《无刷直流电机》PPT课件

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1、无刷直流电机一、原理二、性能三、设计四、计算实例一、原理利用霍尔元件对磁力线的感应，使定子中的线圈电磁性改变，推动转子（磁钢环）转动。1、霍尔元件2、霍尔元件的电路3、转动换相原理1、霍尔元件霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。霍尔元件以半导体材为基底制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP等霍尔元件分类：开关型和线性电流通过基底时，受洛伦兹力而产生电流粒子偏移，使基底一侧产生+/-电荷。为电信号。磁场改变，电信号改变。2、霍尔元件的电

2、路霍尔元件内部电路（以277为例）稳压电源反向保护器１差分放大器VOUT14GNDVOUT2３２霍尔元件施密特触发器输出级Vcc说明1）电压调节器：当电源电压从3.5V~20V变化时，保证该电路正常工作。2）反向保护器：当应用电源反接或在使用过程中受到反向脉冲电压的干扰时，对电路起保护作用，保护电压可达30V;3）霍尔电压发生器：将变化的磁信号转换成相应的电信号。4）差分放大器：将霍尔电压发生器输出的微弱电压信号放大。5）施密特触发器：将差分放大器输出的模拟信号转换成数字信号。6）温度补偿器：确保集成电

3、路在-20℃~+85℃之间可靠地工作。7）互补输出器：输出电流可直接驱动无刷风机的两组绕组。当无刷风机接通电源时，若霍尔电压发生器受到交变磁场的作用，输出端（2）和（3）的电位状态也随着发生变化，从而改变负载（风机绕组）电流的方向，使风机正常运转。3、转动换相原理当转子转过一定角度后，霍尔元件感受到磁场方向的变化，使引出信号改变。从而改变定子线圈的电流方向。使电流磁场与转子磁场相互作用，产生旋转力矩。二、性能1、安培力2、反电势3、电压4、转速1、安培力基础知识：1)运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹

4、力，即磁场对运动电荷的作用力。洛兹力的公式：F=QvB。2）通电导线在磁场中受到的作用力。磁场对电流的作用力通常称为安培力，安培力公式：F=ILBsin(I，B)，方向：左手定则。3）通电导线安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。电机应用：1）一根导线切割磁力线产生的力F=iLBN根导线切割磁力线产生的力FN=NiLB2）力矩2、反电势1)电势：当导线切割磁力线时，在导线两端产生的电动势。方向：右手定则2）一根导线在磁场中运动所产生的电势e=BLv=BL(

5、2πRn)/60N根导线在磁场中运动所产生的电势为：3、电压基础知识回路电压定理（基尔霍夫电压定律）：在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。电机应用电机里，U=Ir+△U+E△U为管压降，E为反电势4、转速从反电势和电机回路电压公式中可以推出：三、设计1、工作点确定1）客户数据：电压、电流、转速、力矩、电流、转向、连接方式、外形、寿命……2）转速*力矩=功率(电机输出功率)3）可行性预估2、电磁力矩计算1）磁钢选材2）气隙磁密3）定子冲片设计（防死点、绕线的工艺性、磁

6、路校核）4）3、匝数由转速公式可推导得出：*其中N为根数，不是匝数。4、其它校核外形设计机械结构主要结构件尺寸确定槽满率磁路的磁饱和电路及特殊要求设计四、设计实例1、风机125-252、计算1）极弧长τ=ΠD/2p（极间距b0、极身宽bm）2）磁钢磁密BrBr，与材料及充磁方式有关气隙磁密Bδ=(0.6~0.8)Br计算各部分磁密不饱和3）计算匝数4)选择导线5)校槽满率、校电阻6）校反电势7）校转速8）计算效率