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直流无刷电机通电不转,拆下来的无刷电机通电不转

时间:2023-05-05 19:30:12 阅读:141087 作者:1259

感谢这位大神的总结http://m.elecfans.com/article/724357.html中有整流式电机的结构

整流式电机是大家最早接触到的类型的电机,初中时在物理教室介绍的电机也以此为模型进行了展示。 有刷电机的主要结构是定子转子刷,通过旋转磁场获得转矩,输出动能。 电刷和换向器不断接触摩擦,在旋转中起到导电和换相的作用。

整流式电机采用机械换向,磁极不动,线圈旋转。 电机启动后,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不旋转。 线圈电流方向的交替变化通过电机旋转的逆变器和电刷进行。

在有刷电机中,这个过程是将每个线圈的两个电源输入端按顺序排列在一个环上,相互用绝缘材料隔开,做成圆柱一样的东西与电机轴连成一体,电源通过两个碳做的小柱子(碳刷),通过弹簧的

随着电机的旋转,不同线圈或相同线圈的不同两极在不同的时间通电,使线圈产生磁场的N-S极与最近的永磁定子的N-S极有适当的角度差,磁场被异性吸附,同性相斥,产生力,使电机旋转碳电极在线圈端子上滑动,就像刷子打磨物体表面一样,所以叫做碳“刷子”。

如果打滑,碳刷会摩擦磨损,需要定期更换碳刷; 碳刷和线圈端子之间的开关交替时,会产生电火花,产生电磁破坏,干扰电子设备。

无刷电机工作原理

在无刷电机中,换相的动作由控制器内的控制电路(一般为霍尔传感器控制器,更先进的技术为磁编码器)负责。

无刷电机改变电子方向,线圈不动,磁极旋转。 无刷电机使用一组通过霍尔元件感知永久磁铁磁极位置的电子设备,根据该感知,利用电子电路适时切换流过线圈的电流方向,以产生正确方向的磁力来驱动电机。 消除了有刷电机的缺点。

这些电路是电动机控制器。 无刷电机控制器也可以实现电源切换角的调整、电机的制动、电机的反转、电机的锁定、利用制动信号停止向电机供电等无刷电机无法实现的功能。 目前,电动汽车电子警报锁正在利用这些功能。

无刷直流电机由电机主机和驱动器组成,是典型的机电一体化产品。 无刷直流电机是自主动作的,所以不会像通过变频器重载启动的同步电机那样,在转子上另外安装启动绕组,也不会在负载骤变时引起振荡或失调。

存在无刷电动机和无刷电动机调速方式的不同

实际上,这两个电机的控制都是调压的。 但是,由于无刷直流采用电子换向,所以需要数字控制。 有刷直流通过碳刷转向,可以用晶闸管等传统模拟电路控制,比较简单。

1、有刷电机的调速过程是调整电机供电电源电压的高低。 调整后的电压、电流由换向器和电刷转换,目的是改变电极产生的磁场的强弱,改变转速。 这个过程称为变压调速。

2、无刷电机调速过程是在电机供电电源电压不变的情况下,通过改变调电的控制信号,由微处理器改变大功率MOS管的开关速度,实现转速的变化。 这个过程称为变频调速。

性能差异

1、有刷电机结构简单,开发时间长,技术成熟

十九世纪电机问世时,实用的电机为无刷式,即交流鼠笼式异步电机,该电机自交流发生以来得到了广泛的应用。 但异步电动机存在许多无法克服的缺陷,电动机技术发展缓慢。 尤其是直流无刷电机无法投入商业运营,随着电子技术的日新月异,近年来逐渐投入商业运营,其本质上仍然属于交流电机的范畴。

无刷电机诞生不久,人们就发明了直流有刷电机。 直流刷电机机构简单,生产加工容易,维护方便,控制方便。直流电机响应迅速,具有较大的起动转矩,具备从零转到额定转都能提供额定转矩的性能,因此问世后得到广泛应用。

2、直流刷电机响应速度快,起动转矩大

直流电刷电机起动响应速度快,起动转矩大,变速平稳,速度从零到最大几乎感觉不到振动,起动时可以施加更大的负荷。 无刷电机由于起动电阻大(感应电阻),功率因数小,起动转矩相对小,起动时有嗡嗡声,伴有强烈振动,起动时牵引负荷小。

3、直流刷电机运行平稳,起、制动效果好

有刷电机通过调压调速调速,启动和制动平稳,恒速运行时也平稳。 无刷电机通常是将交流变为直流,将直流变为交流,通过频率的变化来控制转速的数字变频控制。 因此,无刷电机在启动和制动时无法顺利运行,只有在振动大、速度恒定的情况下才能顺利运行。

4、直流刷电机控制精度高

直流刷电机通常与减速箱、解码器一起使用,可以增大电机功率,提高控制精度,控制精度可达0.01毫米,使运动部件几乎停在任何地方。 所有精密机床均采用直流电机控制精度。 由于无刷电机在启动和制动时不稳定,运动部件每次都要停在不同的位置,必须通过定位销或挡块才能停在所需的位置。

5、直流刷电机使用成本低,维护方便。 直流刷电机结构简单、生产成本低、厂家多、技术成熟,因此应用也较为广泛。 例如,在工厂、加工机床、精密仪器等,如果电机发生故障,更换碳刷就可以了,一个碳刷只需要几元钱,非常便宜。 无刷电机技术不成熟,价格昂贵,应用范围有限,主要设在变频空调、冰箱等恒速设备上,无刷电机损坏

只能更换。

6、无电刷、低干扰

无刷电机去除了电刷,最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。

7、噪音低,运转顺畅

无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音会低许多,这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。

8、寿命长,低维护成本

少了电刷,无刷电机的磨损主要是在轴承上了,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电动机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可。

无刷电机控制原理

电机驱动控制就是控制电机的转动或者停止,以及转动的速度。电机驱动控制部分也叫做电子调速器,简称电调,英文electronic speed controller(ESC)。电调对应使用的电机不同,分无刷电调和有刷电调。

有刷电机的永磁体是固定不动的,线圈绕在转子上,通过一个电刷跟换相器接触间断来改变磁场方向来保持转子持续转动。无刷电机,顾名思义,这种电机是没有所谓的电刷和换相器的,他的转子是永磁体,而线圈是固定不动的,直接接到外部电源,问题就来了,线圈磁场方向怎么改变呢?事实上,无刷电机外部还需要一个电子调速器,这个调速器说白了就是一个电机驱动,它随时都在改变着固定线圈内部电流的方向,保证它跟永磁体之间的作用力是相互排斥,持续转动得以延续。

刷电机工作可以不需要电调,直接把电供给电机就能够工作,但是这样无法控制电机的转速。无刷电机工作必须要有电调,否则是不能转动的。必须通过无刷电调将直流电转化为三相交流电,输给无刷电机才能转动。

最早的电调可不是像现在的电调一样,最早全是有刷电调,说道这你可能要问了,什么是有刷电调,和现在的无刷电调有什么区别。事实上这差别呀可大了去了,有刷电调和无刷电调都是根据电机来说的,现在电机的转子,就是能转动的部分全是磁铁块,线圈是定子不转动的,因为这中间没有碳刷,这就是无刷电机。而有刷电机呢,顾名思义就是有碳刷,所以就是有刷电机,像我们平常小孩子玩的一二十块钱的遥控车用的电机就是有刷电机。电调就是根据这两种电机而命名的有刷电调和无刷电调。从专业的角度来讲呢就是有刷电调就是输出时直流电,无刷电调输出是三相交流电。直流电就是我们电池里存储的电,有正负极之分,我们家用220V的,用于手机充电器或者电脑的电源都是交流电。交流电就是带有一定的频率,通俗讲就是一根线上正负、正负的来回交换着;直流电就是正极是正极,负极是负极。交流直流弄清楚了,那么什么又是“三相电”呢?理论讲三相交流电是电的一种传输形式,简称三相电,是由3个频率相同、振幅相等、相位依次互差120度的交流电势组成的电源。通俗的讲,就是我们家用的三项交流电,除了电压、频率、驱动角不同,其他都一样,现在对于三相电和直流电都了解了吧。

无刷电调,输入的是直流电,通过一个滤波电容稳定电压。然后分成俩两路,一路是电调的BEC使用,BEC是给接收机与电调自身单片机供电使用的,输出至接收机的电源线就是信号线上的红线和黑线,另一路是介入MOS管使用,在这里,电调上电,单片机开始启动,驱动MOS管震动,使电机发出滴滴滴的声音。启动后待命,有些电调带有油门校准功能,在进入待命前会监测油门位置是在高还是低还是中间,高的话进入电调行程校准,中间的话开始发出报警信号,电机会滴滴的响,低的话会进入正常工作状态。一切准备就绪后,电调内的单片机会根据PWM信号线上的信号决定输出电压的大小和频率的高低以及驱动方向和进角多少来驱动电机的转速,转向。这就是无刷电调原理。在驱动电机运转的时候,电调内共有3组MOS管工作,每组2个极,一个控制正极输出,一个控制负极输出,当正极输出时,负极不输出,负极输出时,正极不输出,这样子也就形成了交流电,同样,三组都是这样工作的,它们的频率是8000HZ。讲到这,无刷电调也相当于一个工厂里电机上使用的变频器或者调速器。

电调的输入是直流,通常由锂电池来供电。输出是三相交流,可以直接驱动电机。另外航模无刷电子调速器还有三根信号输入线,输入PWM信号,用于控制电机的转速。对于航模,尤其是四轴飞行器,由于其特殊性,需要专门的航模电调。

那么为什么在四轴飞行器上需要专门的电调呢,其有什么特别的地方?四轴飞行器有四个桨,两两相对呈十字交叉结构。在桨的转向上分正转和反转,这样可抵消单个桨叶旋转引起的自旋问题。每个桨的直径很小,四个桨转动时的离心力是分散的。不像直机的桨,只有一个能产生集中的离心力形成陀螺性质的惯性离心力,保持机身不容易很快的侧翻掉。所以通常用到的舵机控制信号更新频率很低。

四轴为了能够快速反应,以应对姿态变化引起的飘移,需要高反应速度的电调,常规PPM电调的更新速度只有50Hz左右,满足不了这种控制所需要的速度,且PPM电调MCU内置PID稳速控制,能对常规航模提供顺滑的转速变化特性,用在四轴上就不合适了,四轴需要的是快速反应的电机转速变化。用高速专用电调,IIC总线接口传送控制信号,可达到每秒几百上千次的电机转速变化,在四轴飞行时,姿态时刻能够保持稳定。即使受到外力突然冲击,依旧安然无恙。

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