無刷直流電動(dòng)機(jī)的組成與工作原理
?。?）無刷電動(dòng)機(jī)的組成
無刷直流電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子兩大部分組成，如圖3所示。
?。?）無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理
無刷直流電動(dòng)機(jī)采用方波自控式永磁同步電動(dòng)機(jī)，以霍爾傳感器取代電刷換向器，霍爾傳感器的信號(hào)線傳遞電動(dòng)機(jī)里面磁鋼相對(duì)于繞組線圈的位根據(jù)3個(gè)霍爾傳感器的信號(hào)能知道此時(shí)應(yīng)該怎樣給電動(dòng)機(jī)的線圈供電（不同的霍爾信應(yīng)該給電動(dòng)機(jī)繞組提供相對(duì)應(yīng)方向的電流），也就是說霍爾傳感器狀態(tài)不一樣，線圈的置號(hào)電流方向不一樣。
霍爾信號(hào)傳遞給控制器，控制器通過粗線（不是霍爾線）給電動(dòng)機(jī)繞組供電，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，磁鋼與繞組（準(zhǔn)確地說是纏在定子上的線圈，其實(shí)霍爾一般安裝在定子上）發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾傳感器感應(yīng)出新的位置信號(hào)，控制器粗線又給重新改變電流方向的電動(dòng)機(jī)繞組供電，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)（當(dāng)繞組和磁鋼的位置發(fā)生變化時(shí)，繞組必須對(duì)應(yīng)地改變電流方向，這樣電動(dòng)機(jī)才能繼續(xù)向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，否則電動(dòng)機(jī)就會(huì)在某一個(gè)位置左右擺動(dòng)，而不是連續(xù)旋轉(zhuǎn)），這個(gè)過程就是電子換向。
無刷直流電動(dòng)機(jī)由直流電源供電，借助位置傳感器來檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置，所檢測(cè)出的信號(hào)觸發(fā)相應(yīng)的電子換相線路，以實(shí)現(xiàn)無接觸式換相。
無刷直流電動(dòng)機(jī)用電子開關(guān)和位置傳感器代替電刷及換向器，將直流電轉(zhuǎn)換成模擬三相交流電，通過調(diào)制脈寬，改變其電流大小來改變轉(zhuǎn)速。
直流無刷電機(jī)的控制結(jié)構(gòu)
直流無刷電機(jī)是同步電機(jī)的一種，也就是說電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速受電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度及轉(zhuǎn)子極數(shù)（P）影響：
N=120．F/P。在轉(zhuǎn)子極數(shù)固定情況下，改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率就可以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。直流無刷電機(jī)即是將同步電機(jī)加上電子式控制（驅(qū)動(dòng)器），控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率并將電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速回授至控制中心反復(fù)校正，以期達(dá)到接近直流電機(jī)特性的方式。也就是說直流無刷電機(jī)能夠在額定負(fù)載范圍內(nèi)當(dāng)負(fù)載變化時(shí)仍可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)子維持一定的轉(zhuǎn)速。
直流無刷驅(qū)動(dòng)器包括電源部及控制部如圖（1）：電源部提供三相電源給電機(jī)，控制部則依需求轉(zhuǎn)換輸入電源頻率。
電源部可以直接以直流電輸入（一般為24V）或以交流電輸入（110V/220V），如果輸入是交流電就得先經(jīng)轉(zhuǎn)換器（CONVERTER）轉(zhuǎn)成直流。不論是直流電輸入或交流電輸入要轉(zhuǎn)入電機(jī)線圈前須先將直流電壓由換流器（INVERTER）轉(zhuǎn)成3相電壓來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。換流器（INVERTER）一般由6個(gè)功率晶體管（Q1～Q6）分為上臂（Q1、Q3、Q5）/下臂（Q2、Q4、Q6）連接電機(jī)作為控制流經(jīng)電機(jī)線圈的開關(guān)。控制部則提供PWM（脈沖寬度調(diào)制）決定功率晶體管開關(guān)頻度及換流器（INVERTER）換相的時(shí)機(jī)。直流無刷電機(jī)一般希望使用在當(dāng)負(fù)載變動(dòng)時(shí)速度可以穩(wěn)定于設(shè)定值而不會(huì)變動(dòng)太大的速度控制，所以電機(jī)內(nèi)部裝有能感應(yīng)磁場(chǎng)的霍爾傳感器（HALL-SENSOR），做為速度之閉回路控制，同時(shí)也做為相序控制的依據(jù)。但這只是用來做為速度控制并不能拿來做為定位控制。
