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最全講解 | 無(wú)刷電機工作及控制原理

作者: 時(shí)間:2022-03-24 來(lái)源:大疆社區 收藏

三相多繞組多級內轉子電機

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/202203/432390.htm

我們再來(lái)看一個(gè)復雜點(diǎn)的。圖8(a)是一個(gè)三相九繞組六極(三對極)內轉子電機,它的繞組連線(xiàn)方式見(jiàn)圖8(b)。從圖8(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)結方式。

一般而言,電機的繞組數量都和永磁極的數量是不一致的(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子的磁鋼相吸對齊。

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圖8 三相九繞組六極內轉子電機

其運動(dòng)的原則是:轉子的N極與通電繞組的S極有對齊的運動(dòng)趨勢,而轉子的S極與通電繞組的N極有對齊的運動(dòng)趨勢。即為S與N相互吸引,注意跟之前的分析方法有一定的區別。

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圖9 六種通電狀態(tài)

圖9為六個(gè)不同的通電狀態(tài)。其中經(jīng)歷了五個(gè)轉動(dòng)過(guò)程,每個(gè)過(guò)程為20度,如圖10 所示。

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圖10 轉動(dòng)過(guò)程

外轉子無(wú)刷直流電機

看完了內轉子無(wú)刷直流電機的結構,我們再來(lái)看外轉子的。其區別就在于,外轉子電機將原來(lái)處于中心位置的磁鋼做成一片片,貼到了外殼上,電機運行時(shí),是整個(gè)外殼在轉,而中間的線(xiàn)圈定子不動(dòng)。

外轉子無(wú)刷直流電機較內轉子來(lái)說(shuō),轉子的轉動(dòng)慣量要大很多(因為轉子的主要質(zhì)量都集中在外殼上),所以轉速較內轉子電機要慢,通常KV值在幾百到幾千之間,也是航模主要運用的。

KV值定義為:轉速/V,意思為輸入電壓每增加1伏特,空轉轉速增加的轉速值。比如說(shuō),標稱(chēng)值為1000KV的外轉子無(wú)刷電機,在11V的電壓條件下,最大空載轉速即為:11000rpm(rpm的含義是:轉/分鐘)。

同系列同外形尺寸的無(wú)刷電機,根據繞線(xiàn)匝數的多少,會(huì )表現出不同的KV特性。繞線(xiàn)匝數多的,KV值低,最高輸出電流小,扭力大;繞線(xiàn)匝數少的,KV值高,最高輸出電流大,扭力小。我先前測試過(guò)穿越機2204電機的極限電流,單電機能彪上25A,而2212系列電機15A都上不了。

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圖11 外轉子無(wú)刷直流電機結構

分析方法也和內轉子電機類(lèi)似,大家可以自己分析一下,根據右手螺旋定理判斷線(xiàn)圈的N/S極,轉子永磁體的N極與定子繞組的S極有對齊(吸引)的趨勢,轉子永磁體的S極與定子繞組的N極有對齊(吸引)的趨勢,從而驅動(dòng)電機轉動(dòng)。

經(jīng)典無(wú)刷電機2212 1000KV電機結構分析

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圖12 DJI 2312S電機(左)和XXD 2212電機(右)解剖圖

其結構如下:定子繞組固定在底座上,轉軸和外殼固定在一起形成轉子,插入定子中間的軸承。

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圖13 XXD 2212線(xiàn)圈拆解圖

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圖14 12繞組14極(7對極)電機繞組繞法

如圖15所示,畫(huà)出了6種兩相通電的情形??梢钥闯?,盡管繞組和磁極的數量可以有許多種變化,但從電調控制的角度看,其通電次序其實(shí)是相同的,也就是說(shuō),不管外轉子還是內轉子電機,都遵循AB->AC->BC->BA->CA->CB的順序進(jìn)行通電換相。

當然,如果你想讓電機反轉的話(huà),電子方法是按倒過(guò)來(lái)的次序通電;物理方法直接對調任意兩根線(xiàn),假設A和B對調,那么順序就是BA->BC->AC->AB->CB->CA,大家有沒(méi)有發(fā)現這里順序就完全倒過(guò)來(lái)了。

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圖15

要說(shuō)明一下的是,由于每根引出線(xiàn)同時(shí)接入兩個(gè)繞組,所以電流是分兩路走的。這里為使問(wèn)題盡量簡(jiǎn)單化,圖中只畫(huà)出了主要一路的電流方向,還有一路電流未畫(huà)出。另一路電流涉及到電路檢測換相位置。


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