第4无刷直流电机解决方案.ppt

星型三相桥式主电路：三三导通 4.2 永磁无刷电动机工作方式 角型三相桥式主电路 4.2 永磁无刷电动机工作方式 角型三相桥式主电路：二二导通 4.2 永磁无刷电动机工作方式 角型三相桥式主电路：三三导通 4.2 永磁无刷电动机工作方式 4.3 无刷直流电动机的数学模型 假设: (1) 电动机的气隙磁感应强度在空间呈梯形(近 似为方波)分布； (2) 定子齿槽的影响忽略不计； (3) 电枢反应对气隙磁通的影响忽略不计； (4) 忽略电机中的磁滞和涡流损耗； (5) 三相绕组完全对称。 直接利用电动机本身的相变量来建立数学模型 定子相绕组电压 定子相绕组电流 定子相绕组自感、互感 定子相绕组电动势 微分算子 4.3 无刷直流电动机的数学模型 三相绕组的电压平衡方程： 当三相绕组为星型连接，且没有中线，则： ia+ib+ic=0 Mia+Mib=-Mic Mib+Mic=-Mia Mia+Mic=-Mib 所以得电压方程： 4.3 无刷直流电动机的数学模型 4.3 无刷直流电动机的数学模型 无刷直流电动机的等效电路： 4.3 无刷直流电动机的数学模型 直流无刷电动机反电动势： 设电枢绕组导体的有效长度为La，导体的线速度为v，则单根导体在气隙磁场中感应的电动势为： (V) (m/s) 如电枢绕组每相串联匝数为W?，则每相绕组的感应电动势幅值为： 4.3 无刷直流电动机的数学模型 4.4 无刷直流电机转子位置检测 转子位置传感器： 磁敏式位置传感器 —— 霍尔元件 电磁式位置传感器 —— 高频线圈 光电式位置传感器 ——光耦合器件 4.4 无刷直流电机转子位置检测 霍尔效应 4.4 无刷直流电机转子位置检测 霍尔元件功能框图 ： 4.4 无刷直流电机转子位置检测 霍尔元件电磁转换： Hall IC 4.4 无刷直流电机转子位置检测 霍尔元件安装位置： 4.4 无刷直流电机转子位置检测 电磁式位置传感器： 4.4 无刷直流电机转子位置检测 光电式位置传感器： 作业题 1、写出三相星形连接直流无刷电机电压平衡方程？ 2、根据电压平衡方程画出电机等效电路。 3、按照2中等效电路，说明二二导通方式下，一个周期内开关导通/关断与电机各相通电状态。 4、若3中电机转子有四对极，求一个周期机械角度和电角度。 5、画出三相绕组反电动势波形与开关管导通/关闭状态对应关系。 6、无刷直流电机常用位置传感器是什么？叙述各自工作原理。 4.4 无刷直流电机转子位置检测 无位置传感器位置检测 4.4 无刷直流电机转子位置检测 端电压法 反电动势过零点 Uc0 UB0 UA0 4.4 无刷直流电机转子位置检测 换相点的确定： 4.4 无刷直流电机转子位置检测 反电动势检测电路： 4.5 无刷直流电机控制原理及实现 控制系统原理： 4.5 无刷直流电机控制原理及实现 ON_PWM型： 4.5 无刷直流电机控制原理及实现 PWM_ON型： 4.5 无刷直流电机转子位置检测 H_ON - L_PWM型： 4.5 无刷直流电机转子位置检测 H_PWM - L_PWM型： 4.5 无刷直流电机转子位置检测 单片机控制原理图： 思考题： 1、画出星形连接三相桥式主电路二二导通方式下各相反电动势波形变化与开关导通关断规律图。 2、根据1中规律图，分析如何实现反电动势过零点无位置传感器检测控制。 3、画出等效电路图，并利用数学计算说明无位置传感器控制策略检测原理。 4、在3中等效电路图中，画出基于端电压的反电动势检测电路。 5、对于1中无刷直流电动机，说明PWM调制方式，并简单解释。 * * * 电动汽车电驱动技术 电动汽车电驱动技术 电动汽车电驱动技术 特种电机及其控制 《电动汽车电驱动技术》 无刷直流电动机及其控制系统 朱曰莹 zhuyueying@tust.edu.cn 第4章 电驱动系统 4.1 永磁无刷电动机系统 4.2 永磁无刷电动机工作方式 4.3 永磁无刷电动机数学模型 4.4 永磁无刷电动机转子位置信号检测 4.5 永磁无刷电动机控制原理及实现 4.1永磁无刷电动机系统 结构框图： 4.1永磁无刷电动机系统 结构图： 4.1 永磁无刷电动机系统 电机本体结构： (a) 结构示意图 (b) 定转子实际结构 与普通直流电机不同点？ 4.1 永磁无刷电动机系统 转子结构形式： 表面式磁极 嵌入式磁极 环形磁极 4.1 永磁无刷电动机系统 外转子式电动机结构： 实际电机