無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)原理是什么？
電刷電機(jī)在用電子元件更換電刷和換向器的同時(shí)，保持了直流電機(jī)的良好可控性。
無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)：
轉(zhuǎn)子包含永磁體，定子包含繞組，這意味著該結(jié)構(gòu)改變了直流電機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子的位置。對(duì)于無刷直流電機(jī)，一旦通過換向器和電刷向其繞組提供電流，電機(jī)將開始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，下一組換向器和電刷通電，將電流導(dǎo)入不同的繞組并繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于無刷電機(jī)可以在不使用電刷或換向器的情況下實(shí)現(xiàn)換向，因此它們需要磁極傳感器（霍爾元件、霍爾效應(yīng)IC等）來檢測(cè)永磁體的磁極位置，以及根據(jù)檢測(cè)到的磁極位置引導(dǎo)電流通過永磁體的驅(qū)動(dòng)繞組。
無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理：
為了解釋無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理，我們將使用簡(jiǎn)化的三相兩極模型，如圖上圖所示。
對(duì)于轉(zhuǎn)子磁鐵，北極和南極的極角為180°。磁極傳感器ha、Hb和HC的間距為120°，它們檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁鐵的北極并輸出信號(hào)。
對(duì)于定子，U相線圈、V相線圈和w相線圈與磁極傳感器分離120°，偏移60°。
對(duì)于定子的每個(gè)相繞組，當(dāng)電流從驅(qū)動(dòng)電路流向電機(jī)時(shí)，在定子內(nèi)徑側(cè)產(chǎn)生南極。當(dāng)電流反向流動(dòng)時(shí)，定子內(nèi)徑側(cè)產(chǎn)生北極。圖2.8顯示了電流從u相流向V相時(shí)的狀態(tài)。
為了解釋電機(jī)旋轉(zhuǎn)的原理，讓我們使用圖中所示的旋轉(zhuǎn)順序，并假設(shè)圖2.8中所示轉(zhuǎn)子磁鐵的方向是初始點(diǎn)（0°）。
1.在第（a）節(jié)中，磁極傳感器HA和HC檢測(cè)北極和輸出信號(hào)。在這種情況下，如果晶體管tru+和TRV=接通，則電流從U相線圈流向定子中的V相線圈。此時(shí)，V相在北極被磁化（激發(fā)），在轉(zhuǎn)子磁鐵中吸引南極并排斥北極。U相在南極磁化（激發(fā)），并在轉(zhuǎn)子磁鐵中排斥南極。這會(huì)使轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
2.間隔（b）60°后，只有磁極傳感器ha檢測(cè)到北極并輸出信號(hào)。在這種情況下，如果晶體管tru+和TRW-接通，則電流從U相線圈流向定子中的w相線圈。U相保持轉(zhuǎn)子磁鐵的勵(lì)磁，吸引北極，排斥南極。w相作為北極被激發(fā)，并在轉(zhuǎn)子磁鐵中排斥北極。這會(huì)使轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
3.磁極傳感器ha、Hb和HC的開啟和關(guān)閉狀態(tài)組合將每60°旋轉(zhuǎn)一次。對(duì)于電機(jī)的單次旋轉(zhuǎn)，有六種不同的極傳感器輸出組合，由（a）至（f）表示。通過順序切換為每個(gè)模式確定的一組激勵(lì)相位，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)連續(xù)產(chǎn)生。
此外，通過改變電流流過磁極傳感器ha、Hb和HC的每個(gè)輸出組合線圈的方式，可以反轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
例如，當(dāng)信號(hào)以上述間隔（b）輸出時(shí)，如果只有磁極傳感器ha檢測(cè)到北極且晶體管TRV+和tru-接通，則電流從V相線圈流向U相線圈。定子。此時(shí)，U相作為北極被激發(fā)，吸引南極，并在轉(zhuǎn)子磁鐵中排斥北極。V相作為南極被激發(fā)，并在轉(zhuǎn)子磁鐵中排斥南極。這會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
簡(jiǎn)言之，無刷電機(jī)根據(jù)磁極傳感器的輸出信號(hào)通過相線圈引導(dǎo)電流旋轉(zhuǎn)。傳感器輸出信號(hào)的檢測(cè)和晶體管的自動(dòng)切換由“驅(qū)動(dòng)電路”處理，該電路有時(shí)被稱為“驅(qū)動(dòng)器”或“驅(qū)動(dòng)器”。
