无刷直流电机.ppt

无刷直流电机利用霍尔元件对磁力线的感应，使定子中的线圈电磁性改变，推动转子（磁钢环）转动。01霍尔元件02霍尔元件的电路03转动换相原理04一、原理1、霍尔元件霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。霍尔元件以半导体材为基底制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP等霍尔元件分类：开关型和线性电流通过基底时，受洛伦兹力而产生电流粒子偏移，使基底一侧产生+/-电荷。为电信号。磁场改变，电信号改变。2、霍尔元件的电路霍尔元件内部电路（以277为例）稳压电源反向保护器１差分放大器VOUT14GNDVOUT2３２霍尔元件施密特触发器输出级Vcc说明说明1）电压调节器：当电源电压从3.5V~20V变化时，保证该电路正常工作。2）反向保护器：当应用电源反接或在使用过程中受到反向脉冲电压的干扰时，对电路起保护作用，保护电压可达30V;3）霍尔电压发生器：将变化的磁信号转换成相应的电信号。4）差分放大器：将霍尔电压发生器输出的微弱电压信号放大。5）施密特触发器：将差分放大器输出的模拟信号转换成数字信号。6）温度补偿器：确保集成电路在-20℃~+85℃之间可靠地工作。7）互补输出器：输出电流可直接驱动无刷风机的两组绕组。当无刷风机接通电源时，若霍尔电压发生器受到交变磁场的作用，输出端（2）和（3）的电位状态也随着发生变化，从而改变负载（风机绕组）电流的方向，使风机正常运转。3、转动换相原理当转子转过一定角度后，霍尔元件感受到磁场方向的变化，使引出信号改变。从而改变定子线圈的电流方向。使电流磁场与转子磁场相互作用，产生旋转力矩。安培力01反电势02电压03转速04二、性能基础知识：运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力，即磁场对运动电荷的作用力。洛兹力的公式：F=QvB。通电导线在磁场中受到的作用力。磁场对电流的作用力通常称为安培力，安培力公式：F=ILBsin(I，B)，方向：左手定则。通电导线安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。1、安培力01一根导线切割磁力线产生的力F=iLB电机应用：02力矩N根导线切割磁力线产生的力FN=NiLB电势：当导线切割磁力线时，在导线两端产生的电动势。方向：右手定则一根导线在磁场中运动所产生的电势e=BLv=BL(2πRn)/60N根导线在磁场中运动所产生的电势为：0102032、反电势STEP1STEP2STEP3STEP4基础知识回路电压定理（基尔霍夫电压定律）：在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。电机应用电机里，U=Ir+△U+E△U为管压降，E为反电势3、电压4、转速从反电势和电机回路电压公式中可以推出：磁钢选材气隙磁密定子冲片设计（防死点、绕线的工艺性、磁路校核）电磁力矩计算工作点确定客户数据：电压、电流、转速、力矩、电流、转向、连接方式、外形、寿命……转速*力矩=功率(电机输出功率)可行性预估三、设计