永磁電機(jī)課件

1、直流無(wú)刷電機(jī)基本原理q BLDC電機(jī)電機(jī) 在了解永磁電機(jī)之前，為便于理解永磁電機(jī)在了解永磁電機(jī)之前，為便于理解永磁電機(jī)工作的基本原理，我們先簡(jiǎn)要回顧一下電磁感應(yīng)工作的基本原理，我們先簡(jiǎn)要回顧一下電磁感應(yīng)方面的一些基本理論及我們比較熟悉的普通三相方面的一些基本理論及我們比較熟悉的普通三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)與直流電機(jī)的基本異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)與直流電機(jī)的基本工作原理。通過(guò)對(duì)比分析，有助于我們快速的掌工作原理。通過(guò)對(duì)比分析，有助于我們快速的掌握永磁電機(jī)的基本工作原理。首先，來(lái)了解一下握永磁電機(jī)的基本工作原理。首先，來(lái)了解一下電磁感應(yīng)方面的一些基礎(chǔ)知識(shí)。電磁感應(yīng)方面的一些基礎(chǔ)知識(shí)。3磁與

2、電磁磁與電磁一、磁的基本知識(shí)一、磁的基本知識(shí)1、磁性、磁性 :能吸引鐵、鎳等金屬或合金的性質(zhì)。能吸引鐵、鎳等金屬或合金的性質(zhì)。2、磁體、磁體 :具有磁性的物體。具有磁性的物體。 3、磁極、磁極 :磁體上磁性最強(qiáng)的部位，有磁體上磁性最強(qiáng)的部位，有S極和極和N極，磁極間極，磁極間同性相同性相斥斥,異性相吸異性相吸。4、磁力、磁力 :磁極間的相互作用力。磁極間的相互作用力。 5、磁場(chǎng)、磁場(chǎng) :磁極周圍存在的一種特殊物質(zhì)磁極周圍存在的一種特殊物質(zhì),具有力和能的特性。具有力和能的特性。 6、磁力線、磁力線 :為描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向而引入的假想線。為描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向而引入的假想線。在磁極外在磁極外部由

3、部由N指向指向S，在磁極內(nèi)部由，在磁極內(nèi)部由S指向指向N。磁力線越密磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁磁力線越密磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁力線越疏磁場(chǎng)越弱。力線越疏磁場(chǎng)越弱。4二、電流的磁場(chǎng)二、電流的磁場(chǎng) 1920年，科學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)，在電流周圍存在磁場(chǎng)（動(dòng)電年，科學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)，在電流周圍存在磁場(chǎng)（動(dòng)電生磁），即電流的磁效應(yīng)。生磁），即電流的磁效應(yīng)。 電流與其產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向可用安培定則來(lái)判斷，既適用于電流與其產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向可用安培定則來(lái)判斷，既適用于判斷判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，也適用于，也適用于在已知磁場(chǎng)方向時(shí)判斷電流的方在已知磁場(chǎng)方向時(shí)判斷電流的方向。向。1、直線電流、直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)2、環(huán)形電

4、流、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁產(chǎn)生的磁場(chǎng)場(chǎng)5三、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用三、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 1、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，電、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，電磁力的方向符合左手定則。磁力的方向符合左手定則。 伸開(kāi)左手，四指并攏，拇指與四指垂直，并伸開(kāi)左手，四指并攏，拇指與四指垂直，并且在同一平面里，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，使且在同一平面里，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，使四指指向電流方向，這時(shí)大拇指所指的方向就四指指向電流方向，這時(shí)大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受磁場(chǎng)力的方向。是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受磁場(chǎng)力的方向。左手定則左手定則67 2 2、我們常使用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電、我們常使用通電導(dǎo)體在磁

5、場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電磁力與導(dǎo)體中電流和導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度的乘積的比值來(lái)磁力與導(dǎo)體中電流和導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度的乘積的比值來(lái)表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的性質(zhì)，并稱為該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的性質(zhì)，并稱為該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度B B。即：即：B=FILB：均勻磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度（：均勻磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度（T）F：通電導(dǎo)體受到的電磁力（：通電導(dǎo)體受到的電磁力（N）I：導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度（：導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度（A）L：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度（：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度（m）8 3 3、一匝匝數(shù)為、一匝匝數(shù)為N N的線圈在磁場(chǎng)中，若與線圈交的線圈在磁場(chǎng)中，若與線圈交鏈的磁通鏈的磁通發(fā)生變化，則線圈上會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化，則線圈上會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)e,

6、,稱為電磁感應(yīng)稱為電磁感應(yīng), , e的正方向與的正方向與符合右手螺旋定則。符合右手螺旋定則。E=-N/t上式的含義是指，電磁感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)與線圈匝數(shù)和上式的含義是指，電磁感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)與線圈匝數(shù)和磁通的變化率磁通的變化率成正比。成正比。負(fù)號(hào)是指在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下而在線圈里產(chǎn)生的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的負(fù)號(hào)是指在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下而在線圈里產(chǎn)生的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的將將逆著逆著變化。變化。1）變壓器電動(dòng)勢(shì)：線圈與磁場(chǎng)相對(duì)靜止，只有磁通變化。）變壓器電動(dòng)勢(shì)：線圈與磁場(chǎng)相對(duì)靜止，只有磁通變化。 2）運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)：線圈與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，引起磁通變化。）運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)：線圈與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，引起磁通變化。 符合右手定則。符合右手定

7、則。e=Blv910 前面，我們回顧了電磁感應(yīng)方面的一些基礎(chǔ)知識(shí)，下面我們?cè)诖嘶A(chǔ)上開(kāi)始了解電機(jī)前面，我們回顧了電磁感應(yīng)方面的一些基礎(chǔ)知識(shí)，下面我們?cè)诖嘶A(chǔ)上開(kāi)始了解電機(jī)方面的理論知識(shí)，首先，來(lái)了解下右手定則。方面的理論知識(shí)，首先，來(lái)了解下右手定則。12 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組以互隔三相異步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組以互隔1200的方式嵌放在定子鐵芯的方式嵌放在定子鐵芯中。當(dāng)三個(gè)繞組分別接入三相交流電后，便可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。中。當(dāng)三個(gè)繞組分別接入三相交流電后，便可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。實(shí)際三相電動(dòng)機(jī)實(shí)際三相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是如的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是如何產(chǎn)生的呢？何產(chǎn)生的呢？t0i 規(guī)定：電流為正值時(shí)，電流從繞

8、組首端流入，從規(guī)定：電流為正值時(shí)，電流從繞組首端流入，從末端流出；電流為負(fù)值時(shí)，電流從繞組末端流入，末端流出；電流為負(fù)值時(shí)，電流從繞組末端流入，從首端流出。從首端流出。13t0it=0時(shí)電流和磁場(chǎng)情況時(shí)電流和磁場(chǎng)情況A、C兩相電流兩相電流t=0時(shí)為正，因此首端流入、末端流出。時(shí)為正，因此首端流入、末端流出。B相電流相電流t=0時(shí)為負(fù)，末端流入、首端流出。時(shí)為負(fù)，末端流入、首端流出。 電流入電流入 電流出電流出n0相鄰線圈電流流向一致，在氣隙中生成合成磁場(chǎng)。相鄰線圈電流流向一致，在氣隙中生成合成磁場(chǎng)。14t0it =120t =120時(shí)電流和磁場(chǎng)情況時(shí)電流和磁場(chǎng)情況n0 可見(jiàn)當(dāng)電流隨時(shí)間變化可見(jiàn)

9、當(dāng)電流隨時(shí)間變化120，電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)在空間的位置也隨，電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)在空間的位置也隨之旋轉(zhuǎn)了之旋轉(zhuǎn)了120。 觀察電流波形圖及電機(jī)示意圖可看出，合成觀察電流波形圖及電機(jī)示意圖可看出，合成磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于三相電流磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的順序的順序，ABC正序時(shí)氣隙磁場(chǎng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。正序時(shí)氣隙磁場(chǎng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。15t0it =240t =240時(shí)電流和磁場(chǎng)情況時(shí)電流和磁場(chǎng)情況n0 觀察電流波形圖及電機(jī)示意圖可看出，合成觀察電流波形圖及電機(jī)示意圖可看出，合成磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于三相電流磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的順序的順序。16t0it =360n0 電流隨時(shí)間變化一周電流隨時(shí)間變化一周，電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)在空

10、間的位置也順時(shí)針旋，電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)在空間的位置也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)了360。表明。表明磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流變化的頻率有關(guān)。磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流變化的頻率有關(guān)。t =360時(shí)電流和磁場(chǎng)情況時(shí)電流和磁場(chǎng)情況17 只要三相異步機(jī)的對(duì)稱三相定子繞組中通入對(duì)稱三相交只要三相異步機(jī)的對(duì)稱三相定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電，就會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)流電，就會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間變化的隨時(shí)間變化的。18n0三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理概括三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理概括 在電動(dòng)機(jī)對(duì)稱三相定子繞組中通入在電動(dòng)機(jī)對(duì)稱三相定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電流對(duì)稱三相交流電流產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

11、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場(chǎng)相切割，生成感轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場(chǎng)相切割，生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流載流導(dǎo)體受電磁力的作用形成力偶載流導(dǎo)體受電磁力的作用形成力偶力偶對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩力偶對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩從而使固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。從而使固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。FF 若要改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需若要改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需任調(diào)通入定子繞組中任調(diào)通入定子繞組中兩相電流的相序即可兩相電流的相序即可。19 很明顯，電動(dòng)機(jī)上存在兩個(gè)轉(zhuǎn)速，一個(gè)是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速很明顯，電動(dòng)機(jī)上存在兩個(gè)轉(zhuǎn)速，一個(gè)是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0，一個(gè)是轉(zhuǎn)子的，一個(gè)是轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n。電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)

12、機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n能等于能等于旋旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0嗎？嗎？如果二者相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間如果二者相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流成為載流導(dǎo)體成為載流導(dǎo)體不是載流導(dǎo)體不是載流導(dǎo)體就無(wú)法在磁場(chǎng)中就無(wú)法在磁場(chǎng)中就就沒(méi)有了相對(duì)切割沒(méi)有了相對(duì)切割轉(zhuǎn)子不切割磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子不切割磁場(chǎng)就不能就不能受力受力不受力不受力電動(dòng)機(jī)就永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)不起來(lái)。電動(dòng)機(jī)就永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)不起來(lái)。20單相異步電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)單相異步電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)單相機(jī)定子單相機(jī)轉(zhuǎn)子t0i在定子繞組中通入單相交流電 電流正半周，線圈導(dǎo)體中通過(guò)電流正半周，線圈導(dǎo)體中通過(guò)的電流始終為正值的電流始終為正值 合成磁場(chǎng)隨時(shí)間大小不斷變化，但磁場(chǎng)

13、軸線的位置始終不變。 電流的負(fù)半周，線圈導(dǎo)體中通電流的負(fù)半周，線圈導(dǎo)體中通過(guò)的電流方向始終為負(fù)過(guò)的電流方向始終為負(fù) 合成磁場(chǎng)隨時(shí)間大小不斷變化，但磁場(chǎng)軸線的位置始終不變。顯然，單相異步電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)是一個(gè)大小和方向隨時(shí)間不斷變化、顯然，單相異步電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)是一個(gè)大小和方向隨時(shí)間不斷變化、但磁場(chǎng)軸線位置始終不變的但磁場(chǎng)軸線位置始終不變的脈動(dòng)磁場(chǎng)脈動(dòng)磁場(chǎng)。所以單向異步機(jī)的轉(zhuǎn)子不會(huì)自行。所以單向異步機(jī)的轉(zhuǎn)子不會(huì)自行起動(dòng)，也就是說(shuō)單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零。起動(dòng)，也就是說(shuō)單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零。21如何使單相異如何使單相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)呢？起來(lái)呢？電容分相法可讓單相異步機(jī)轉(zhuǎn)

14、動(dòng) 電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的定子有兩個(gè)繞組：電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的定子有兩個(gè)繞組：一一個(gè)是工作繞組；另一個(gè)是起動(dòng)繞組，兩個(gè)繞組在個(gè)是工作繞組；另一個(gè)是起動(dòng)繞組，兩個(gè)繞組在空間對(duì)稱嵌放。起動(dòng)繞阻與電容空間對(duì)稱嵌放。起動(dòng)繞阻與電容C串聯(lián)，使起動(dòng)繞組串聯(lián)，使起動(dòng)繞組電流電流i2和工作繞組電流和工作繞組電流i1產(chǎn)生產(chǎn)生90的相位差，即：的相位差，即： M 1 C i2 i1 t i i1 i2 0 (a) 電電路路圖圖 (b) 波波形形圖圖 4590 360 加入起動(dòng)繞組后，和工作繞組并聯(lián)連接于單相交流電源上。加入起動(dòng)繞組后，和工作繞組并聯(lián)連接于單相交流電源上。 可見(jiàn)，單相電動(dòng)機(jī)定子兩繞組的合成磁場(chǎng)也是

15、一個(gè)隨時(shí)間空間位置不可見(jiàn)，單相電動(dòng)機(jī)定子兩繞組的合成磁場(chǎng)也是一個(gè)隨時(shí)間空間位置不斷變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。單相電動(dòng)機(jī)也因之可以自行起動(dòng)了。斷變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。單相電動(dòng)機(jī)也因之可以自行起動(dòng)了。AXBYAXBYAXBY 0t 90t180tq BLDC電機(jī)電機(jī)q BLDC電機(jī)電機(jī) 前面我們對(duì)普通三相及單相電機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，下面主要來(lái)了解下永磁電機(jī)的基本工作情況。rrggbbNSACBZYXn模擬結(jié)構(gòu)圖qBLDC電機(jī)電機(jī)n定子 定子繞組一般制成多相（三、四、五相不定子繞組一般制成多相（三、四、五相不等），通常為三相繞組。三相繞組沿定子等），通常為三相繞組。三相繞組沿定子鐵心對(duì)稱分布，在空間互差鐵心對(duì)稱分布

16、，在空間互差120度電角度，度電角度，通入三相交流電時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通入三相交流電時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。qBLDC電機(jī)電機(jī)q BLDC電機(jī)電機(jī) 共有6種電流流動(dòng)方向；于是電機(jī)就能換相，并運(yùn)行。電機(jī)工作原理電機(jī)工作原理q BLDC電機(jī)電機(jī) 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的波形n轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子采用永磁體，目前主要以釹鐵硼作轉(zhuǎn)子采用永磁體，目前主要以釹鐵硼作 為永磁材料。為永磁材料。 采用永磁體簡(jiǎn)化了電機(jī)的采用永磁體簡(jiǎn)化了電機(jī)的 結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，又沒(méi)有轉(zhuǎn)子銅耗，結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，又沒(méi)有轉(zhuǎn)子銅耗， 提高電機(jī)的效率。提高電機(jī)的效率。 qBLDC電機(jī)電機(jī)q BLDC電機(jī)電機(jī) 常用磁鐵材料：稀土磁鐵和鐵氧體磁鐵釹鐵硼釹鐵硼，簡(jiǎn)

17、單來(lái)講是一種磁鐵，和我們平時(shí)見(jiàn)到的磁鐵所不同的是，其優(yōu)異的磁性能而被稱為“磁王”。 釹鐵硼中含有大量的稀土元素釹、鐵及硼，其特性硬而脆。由于表面極易被氧化腐蝕，釹鐵硼必須進(jìn)行表面涂層處理。表面化學(xué) 處理是目前很好的解決qBLDC電機(jī)電機(jī)方法之一。釹鐵硼作為稀土永磁材料的一種具有極高的磁能積和矯頑力，同時(shí)高能量密度的優(yōu)點(diǎn)使釹鐵硼永磁材料在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中獲得了廣泛應(yīng)用，從而使儀器儀表、電聲電機(jī)、磁選磁化等設(shè)備的小型化、輕量化、薄型化成為可能。釹鐵硼的優(yōu)點(diǎn)是性價(jià)比高，具良好的機(jī)械特性；不足之處在于居里溫度點(diǎn)低，溫度特性差，且易于粉化腐蝕，必須通過(guò)調(diào)整其化學(xué)成分和采取表面處理方法使之得以改進(jìn)，才

18、能達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。q BLDC電機(jī)電機(jī) 位置傳感器：位置傳感器大部分采用霍爾器件。位置傳感器和定子繞組是固定不轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)子是永久磁鐵，磁鐵經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子位置傳感器后，霍爾器件產(chǎn)生一個(gè)脈沖。q BLDC電機(jī)電機(jī)當(dāng)將一塊通電的半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)中時(shí)，薄片兩側(cè)由此會(huì)產(chǎn)生電位差，此現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻柤呻娐肪哂袩o(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、無(wú)火花、低功耗、壽命長(zhǎng)、靈敏度高、工作頻率高的特點(diǎn)。霍爾集成電路是霍爾元件與電子線路一體化的產(chǎn)品，它是由霍爾元件、放大器、溫度補(bǔ)償電路和穩(wěn)壓電路利用集成電路工藝技術(shù)制成的。它能感知一切與磁有關(guān)的物理量，又能輸出相關(guān)的電控信息，所以霍爾集成電路既是一種集成電路，又是一種磁敏傳感

19、器。.安裝槽的底部要平，不能歪斜，否則會(huì)導(dǎo)致霍爾器件傾斜放置，電機(jī)產(chǎn)生噪音。.用鏟子等工具清理安裝槽的底部和側(cè)部，去除可能會(huì)刮傷霍爾器件器件的毛刺。.粘接霍爾器件要使用AB膠。粘接時(shí)只能涂敷于霍爾器件的底面和側(cè)面，不能粘接表面，否則會(huì)降低靈敏度。其步驟是：首先是在背面涂敷一點(diǎn)膠，用手指壓平霍爾器件即可。.為防止腐蝕，不可使用502膠。.AB膠發(fā)熱時(shí)，不可粘接霍爾器件，否則會(huì)導(dǎo)致霍爾器件受熱。.粘膠必須完全干燥后方可通電檢測(cè)。.三個(gè)霍爾器件位置要平放，頂部要對(duì)齊(處于一條線上)，否則,不同的位置會(huì)導(dǎo)致霍爾器件的輸出不同。. 霍爾器件的引腳要平直，盡量避免彎曲。 霍爾元件裝配注意事項(xiàng)：霍爾位置傳感

20、器霍爾位置傳感器，因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、靈活，易于機(jī)電一體化，獲得了廣泛應(yīng)用?；魻栐匦允牵涸诖艌?chǎng)中有電流流過(guò)時(shí)，其橫向出現(xiàn)電勢(shì)電壓(見(jiàn)圖)?；魻栐目刂茦O分別接入電源，輸出端x1、X2、Y1及Y2分別輸出信號(hào)，控制晶體管BGl-BG4的開(kāi)、關(guān)。 根據(jù)霍爾元件的特性，當(dāng)主轉(zhuǎn)子N極在定子Yl位置時(shí)，在霍爾元件HGl中產(chǎn)生x1方向上的電勢(shì)，此信號(hào)使BG4導(dǎo)通，與BG4串聯(lián)的q BLDC電機(jī)電機(jī)繞組WXl中有電流流過(guò)，并使定子x1極磁化為s極吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)90度，N極到達(dá)定子xl位置，此時(shí)HGl的輸出為0，在霍爾元件HG2中產(chǎn)生Y2方向上的電勢(shì)，此信號(hào)使BG3導(dǎo)通，使繞組wY2中有電流流過(guò)，并使定

21、子Y2極磁化為s極吸引轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90度，N極到達(dá)定子Y2的位置，此時(shí)HG2輸出為0，s極對(duì)準(zhǔn)。HGl，因而在：HGl中產(chǎn)生x2方向的電勢(shì)，同樣使BG2，WX2導(dǎo)通，使轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90度。因此對(duì)于不同的主轉(zhuǎn)子位置，霍爾元件依次輸出不同的信號(hào)，使主定子繞組按wXlwY2WX2wYl的順序輪流通電，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 電路器件簡(jiǎn)化圖釋電路器件簡(jiǎn)化圖釋電 池控制器電 機(jī)轉(zhuǎn) 把剎 把儀 表大 燈前轉(zhuǎn)向燈巡航開(kāi)關(guān)喇 叭后轉(zhuǎn)向燈前剎車燈后尾燈電源開(kāi)關(guān)喇叭開(kāi)關(guān)大燈開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)后剎車燈q BLDC電機(jī)電機(jī)q BLDC電機(jī)電機(jī)q BLDC電機(jī)電機(jī)1. 磁回路分析法圖1-4q BLDC電機(jī)電機(jī)在圖1-4中

22、，當(dāng)兩頭的線圈通上電流時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則，會(huì)產(chǎn)生方向指向右的外加磁感應(yīng)強(qiáng)度B（如粗箭頭方向所示），而中間的轉(zhuǎn)子會(huì)盡量使自己內(nèi)部的磁力線方向與外磁力線方向保持一致，以形成一個(gè)最短閉合磁力線回路，這樣內(nèi)轉(zhuǎn)子就會(huì)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了。“當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向與外部磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩最大”。注意這里說(shuō)的是“力矩”最大，而不是“力”最大。誠(chéng)然，在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與外部磁場(chǎng)方向一致時(shí)，轉(zhuǎn)子所受磁力最大，但此時(shí)轉(zhuǎn)子呈水平狀態(tài)，力臂為0，當(dāng)然也就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)了。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，雖然不再受到轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用，但由于慣性原因，還會(huì)繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)若改變兩頭螺線管的電流方向，如下圖所示，轉(zhuǎn)子就會(huì)繼續(xù)順時(shí)針向前轉(zhuǎn)

23、動(dòng)，見(jiàn)圖1-5所示：q BLDC電機(jī)電機(jī)圖1-5 如此不斷改變兩頭螺線管的電流方向，內(nèi)轉(zhuǎn)子就會(huì)不停轉(zhuǎn)起來(lái)了。改變電流方向的這一動(dòng)作，就叫做換相（commutation）。注意：何時(shí)換相只與轉(zhuǎn)子的位置有關(guān)，而與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。以上是兩相兩級(jí)無(wú)刷電機(jī)的工作原理，下面我們來(lái)看三相兩極無(wú)刷電機(jī)的構(gòu)造。q BLDC電機(jī)電機(jī)2. 三相二極內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)定子三相繞組有星形聯(lián)結(jié)方式和三角聯(lián)結(jié)方式，而“三相星形聯(lián)結(jié)的二二導(dǎo)通方式”最常用。圖1-6q BLDC電機(jī)電機(jī)圖1-6顯示了定子繞組的聯(lián)結(jié)方式（轉(zhuǎn)子未畫(huà)出），三個(gè)繞組通過(guò)中心的連接點(diǎn)以“Y”型的方式被聯(lián)結(jié)在一起。整個(gè)電機(jī)就引出三根線A, B, C。當(dāng)它們之間兩兩通

24、電時(shí)，有6種情況，分別是AB, AC, BC, BA, CA, CB，圖1-7(a)(f)分別描述了這6種情況下每個(gè)通電線圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向（紅、蘭色表示）和兩個(gè)線圈的合成磁感應(yīng)強(qiáng)度方向（綠色表示）。q BLDC電機(jī)電機(jī)在圖(a)中，AB相通電，中間的轉(zhuǎn)子（圖中未畫(huà)出）會(huì)盡量往綠色箭頭方向?qū)R，當(dāng)轉(zhuǎn)子到達(dá)圖(a)中綠色箭頭位置時(shí)，外線圈換相，改成AC相通電，這時(shí)轉(zhuǎn)子會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，并盡量往圖(b)中的綠色箭頭處對(duì)齊，當(dāng)轉(zhuǎn)子到達(dá)圖(b)中箭頭位置時(shí)，外線圈再次換相，改成BC相通電，再往后以此類推。當(dāng)外線圈完成6次換相后，內(nèi)轉(zhuǎn)子正好旋轉(zhuǎn)一周（即360 ）。再次重申一下：何時(shí)換相只與轉(zhuǎn)子位置有關(guān)，

25、而與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。圖1-8中畫(huà)出了換相前和換相后合成磁場(chǎng)方向的比較與轉(zhuǎn)子位置的變化。一般來(lái)說(shuō)，換相時(shí)，轉(zhuǎn)子應(yīng)該處于，比與新的合成磁力線方向垂直的位置不到一點(diǎn)的鈍角位置，這樣可以使產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)矩的垂直位置正好處于本次通電的中間時(shí)刻。q BLDC電機(jī)電機(jī) (a) AB相通電情形(b) AC相通電情形q BLDC電機(jī)電機(jī) (c) BC相通電情形(d) BA 相通電情形q BLDC電機(jī)電機(jī)(e) CA 相通電情形 (f) CB相通電情形q BLDC電機(jī)電機(jī)3. 三相多繞組多極內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的結(jié)構(gòu) 搞清了最簡(jiǎn)單的三相三繞組二極電機(jī)，我們?cè)賮?lái)看一個(gè)復(fù)雜點(diǎn)的，圖1-9(a)是一個(gè)三相九繞組六極（三對(duì)極）內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，

26、它的繞組連線方式見(jiàn)圖1-9(b)。從圖(b)可見(jiàn)，其三相繞組也是在中間點(diǎn)連接在一起的，也屬于星形聯(lián)結(jié)方式。一般而言，電機(jī)的繞組數(shù)量都和永磁極的數(shù)量是不一致的（比如用9繞組6極，而不是6繞組6極），這樣是為了防止定子的齒與轉(zhuǎn)子的磁鋼相吸而對(duì)齊，產(chǎn)生類似步進(jìn)電機(jī)的效果，此種情況下轉(zhuǎn)矩會(huì)產(chǎn)生很大波動(dòng)。q BLDC電機(jī)電機(jī) (a) 電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) (b) 繞組聯(lián)結(jié)方式圖1-9 三相9繞組3對(duì)極內(nèi)轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)q BLDC電機(jī)電機(jī)二二導(dǎo)通時(shí)的6種通電情況自行分析，原則是轉(zhuǎn)子的N（S）極與通電繞組的S（N）極有對(duì)齊的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。圖1-10給出了一個(gè)對(duì)齊的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的圖例。圖1-10 某2相通電時(shí)的轉(zhuǎn)

27、子磁極和定子磁極對(duì)齊運(yùn)動(dòng)的最終位置q BLDC電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子的受力分析轉(zhuǎn)子的受力分析在圖1-20(a)中，AB相通電，電流處于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)內(nèi)，根據(jù)左手定則，我們判斷線圈AA中的上半部導(dǎo)線A受到一個(gè)順時(shí)針?lè)较虻碾姶帕?，而AA的下半部導(dǎo)線A也受到一個(gè)順時(shí)針?lè)较虻碾姶帕?。由于線圈繞組在定子上，定子是固定不動(dòng)的，故根據(jù)作用力與反作用力，定子繞組AA會(huì)施加給轉(zhuǎn)子一個(gè)逆時(shí)針?lè)较虻姆醋饔昧ΓD(zhuǎn)子在這個(gè)力的作用下，就轉(zhuǎn)起來(lái)了。同理，與AA的情況類似，BB也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針的反作用力。當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60后，到達(dá)圖1-20(b)的位置，這時(shí)線圈BB已經(jīng)到達(dá)轉(zhuǎn)子磁極的邊緣位置了，再轉(zhuǎn)下去就要產(chǎn)生反方向的力了，所以這時(shí)就要換相，換成AC相通電，見(jiàn)圖1-20(c)。這樣，每過(guò)60換相通電，轉(zhuǎn)子就可以一直轉(zhuǎn)下去了。 q BLDC電機(jī)電機(jī)(a) AB相通電 (b) 轉(zhuǎn)過(guò)60 (c) AC相通電(d) 轉(zhuǎn)過(guò)60(e) BC相通電 (f) 轉(zhuǎn)過(guò)60q BLDC電機(jī)電機(jī)(g) BA相通電 (h) 轉(zhuǎn)過(guò)60 (i) CA相通電(j) 轉(zhuǎn)過(guò)60 (k) CB相通電 (l) 轉(zhuǎn)過(guò)60q BLDC電機(jī)電機(jī)換相控