无刷直流电机运行原理与基本控制方法课件.ppt
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- 关 键 词:
- 直流电机 运行 原理 基本 控制 方法 课件
- 资源描述:
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1、a1主主 要要 内内 容容一、几个术语解释一、几个术语解释(极对数、相数、电角度、电角频率、(极对数、相数、电角度、电角频率、相电压、线电压、反电动势)相电压、线电压、反电动势)二、无刷直流电机的运行原理二、无刷直流电机的运行原理(运行原理、数学模型)(运行原理、数学模型)三、无刷直流电机的基本控制方法三、无刷直流电机的基本控制方法(各参数相互关系、换流过程与换流模式)(各参数相互关系、换流过程与换流模式)四、车用无刷直流电机及其控制系统四、车用无刷直流电机及其控制系统(基本控制、弱磁控制)(基本控制、弱磁控制)a2几个术语解释几个术语解释 极对数(极对数():电机转子中):电机转子中N-S极
2、的对数,极的对数,2,3,4,相数(相数():电机绕组个数,):电机绕组个数,3,6,12,电角度(电角度()/机械角度(机械角度():):电角频率(电角频率()/机械角频率(机械角频率():):电角频率与电机转速(电角频率与电机转速():):极(极(2p)槽()槽(Z)配合:)配合:Z/2p 相电压:电机相绕组对电机中性点电压相电压:电机相绕组对电机中性点电压 线电压:电机两相绕组之间电压线电压:电机两相绕组之间电压 反电动势:电机到拖时某一转速下对应电机线电压峰值反电动势:电机到拖时某一转速下对应电机线电压峰值eep2mn pe pepne60dteea3几个术语解释几个术语解释a4无刷直
3、流电机的组成无刷直流电机的组成t无刷直流电机组成部分:无刷直流电机组成部分:电机本体、位置传感器、电机本体、位置传感器、电子开关线路;电子开关线路;t电机本体在结构上与永磁电机本体在结构上与永磁同步电动机相似;同步电动机相似;t电子开关线路由功率逻辑电子开关线路由功率逻辑开关单元和位置传感器信开关单元和位置传感器信号处理单元两部分组成;号处理单元两部分组成;t电子开关线路导通次序是电子开关线路导通次序是与转子转角同步的,起机与转子转角同步的,起机械换向器的换向作用。械换向器的换向作用。a5120120度导通时转子位置与电流换相关系度导通时转子位置与电流换相关系a)0a)0度(换相前)度(换相前
4、)b)0b)0度(换相后)度(换相后)c)60c)60度(换相前)度(换相前)d)60d)60度(换相后)度(换相后)e)120e)120度(换相前)度(换相前)f)120f)120度(换相后)度(换相后)a6HALLHALL状态与状态与PWMPWM、三相反电势和三相、三相反电势和三相相电流的对应关系相电流的对应关系120 无刷直流电机的电无刷直流电机的电流和感应电动势具有以流和感应电动势具有以下特点:下特点:(1 1)感应电动势为)感应电动势为三相对称的梯形波,其三相对称的梯形波,其波顶宽为波顶宽为(2 2)电流为三相对)电流为三相对称的方波;称的方波;(3 3)梯形波反电势)梯形波反电势与
5、方波电流在相位上严与方波电流在相位上严格同步。格同步。a7无刷直流电机的数学模型无刷直流电机的数学模型 采用理想化的直流无刷电机用状态方采用理想化的直流无刷电机用状态方程表示的数学模型,电流为理想的方波,程表示的数学模型,电流为理想的方波,反电势为理想的梯形波,并作如下假设:反电势为理想的梯形波,并作如下假设:(1)不计磁路饱和;)不计磁路饱和;(2)电机涡流损耗和磁滞损耗;)电机涡流损耗和磁滞损耗;(3)忽略定子电流的电枢反应;)忽略定子电流的电枢反应;(4)定子绕组采用)定子绕组采用Y形接法。形接法。CBACBACBACBAeeeiiiMLMLMLpiiiRRRuuu00000000000
6、0无刷直流电机的等效电路无刷直流电机的等效电路a8无刷直流电机的数学模型无刷直流电机的数学模型ONONONCBACBACBACNBNANuuueeeiiiMLMLMLpiiiRRRuuu0000000000003CBACNBNANONeeeeeeuCCBBAArnemieieiepTrrrnLemfdtdJpTT1a9无刷直流电机的数学模型无刷直流电机的数学模型 在任何时刻,定子上只有两相同时导通,且导通相的定子在任何时刻,定子上只有两相同时导通,且导通相的定子电流幅值保持不变:电流幅值保持不变:IEpieieiepTrnCCBBAArnem2rgrlBNEIKIrlBNTMgem 2lrNB
7、KgM2称为转矩系数称为转矩系数 a10无刷直流电机的电路模型无刷直流电机的电路模型逆变器逆变器永磁无刷电机系统示意图永磁无刷电机系统示意图 dUdC61 TT61 DD61 TT为直流电源(为直流电源(V V););为中间直流回路支撑为中间直流回路支撑(滤波)电容(滤波)电容(F F););为为6 6个功率开关管;个功率开关管;为为6 6个续流二极管;个续流二极管;采用采用120120的两两导通方式的两两导通方式,对,对 分别在各自分别在各自120120导通时间内根据不同导通时间内根据不同的调制方式进行的调制方式进行PWMPWM调制。调制。a11无刷直流电机的相电流分析无刷直流电机的相电流分
8、析a12无刷直流电机的换相电流无刷直流电机的换相电流t0ftAiBiCisIsIit0ftAiBiCiftsIsIit0AiBiftftCisIsIitLEUIiMsdcsA32tLEUiMsdcB3)(2tLEUIiMsdcsC34a13无刷直流电机的反电动势无刷直流电机的反电动势a14无刷直流电机的换流模式无刷直流电机的换流模式(1 1)pwm-onpwm-on型调制方式型调制方式 (2 2)on-pwmon-pwm型调制方式型调制方式 a15无刷直流电机的换流模式无刷直流电机的换流模式(3 3)H_on-L_pwmH_on-L_pwm型调制方式型调制方式 (4 4)H_pwm-L_onH
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