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永磁無(wú)刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法,同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性,在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成,其功能是:接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào),以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng);接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào),用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷,產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩;接受速度指令和速度反饋信號(hào),用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速;提供保護(hù)和顯示等等 主電路是一個(gè)典型的電壓型交-直-交電路,逆變器提供等幅等頻5-26KHZ調(diào)制波的對(duì)稱交變矩形波。
永磁體N-S交替交換,使位置傳感器產(chǎn)生相位差120°的U、V、W方波,結(jié)合正/反轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生有效的六狀態(tài)編碼信號(hào):101、100、110、010、011、001,通過(guò)邏輯組件處理產(chǎn)生T1-T4導(dǎo)通、T1-T6導(dǎo)通、T3-T6導(dǎo)通、T3-T2導(dǎo)通、T5-T2導(dǎo)通、T5-T4導(dǎo)通,也就是說(shuō)將直流母線電壓依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,這樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)N-S極,T1-T6功率管即按固定組合成六種狀態(tài)的依次導(dǎo)通。每種狀態(tài)下,僅有兩相繞組通電,依次改變一種狀態(tài),定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸線在空間轉(zhuǎn)動(dòng)60°電角度,轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于60°電角度空間位置,轉(zhuǎn)子在新位置上,使位置傳感器U、V、W按約定產(chǎn)生一組新編碼,新的編碼又改變了功率管的導(dǎo)通組合,使定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸再前進(jìn)60°電角度,如此循環(huán),永磁直流電機(jī)將產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩,拖動(dòng)負(fù)載作連續(xù)旋轉(zhuǎn)。正因?yàn)橛来胖绷麟姍C(jī)的換向是自身產(chǎn)生的,而不是由逆變器強(qiáng)制換向的,所以也稱作自控式同步電動(dòng)機(jī)。
?。?)類型的選擇 宜優(yōu)先選用效率高、價(jià)格便宜、溫升低的鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)。只有當(dāng)對(duì)性能要求嚴(yán)格、體積小、環(huán)境溫度較高時(shí)才考慮選用鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)或稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)。
?。?)規(guī)格選擇 往往由于實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格不多,給選用產(chǎn)品增加困難。在選擇產(chǎn)品規(guī)格時(shí)可考慮:在電源電壓可調(diào)的場(chǎng)合,可按實(shí)際需要選擇轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與產(chǎn)品相應(yīng)的額定值接近的規(guī)格,通過(guò)改變電壓得到所需轉(zhuǎn)速;在電源電壓固定的場(chǎng)合,如果沒(méi)有適當(dāng)規(guī)格的產(chǎn)品可供選用時(shí),可先按轉(zhuǎn)矩選擇適當(dāng)規(guī)格,而產(chǎn)品的電壓與轉(zhuǎn)速之間可作適當(dāng)調(diào)整。
?。?)合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)輸出的最大功率是有限度的,如果電動(dòng)機(jī)的功率選擇過(guò)小,負(fù)載超過(guò)了電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率就會(huì)發(fā)生電動(dòng)機(jī)過(guò)載,過(guò)載時(shí)會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速下降、聲音異常等現(xiàn)象,嚴(yán)重過(guò)載時(shí),將會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。而功率過(guò)大,則會(huì)造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。因此合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率是很重要的。
?。?)如果產(chǎn)品沒(méi)有特別說(shuō)明,一般情況下(例如鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)或鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī))永磁直流電動(dòng)機(jī)都不允許在額定電壓下反接制動(dòng)運(yùn)行,否則會(huì)造成永磁體退磁;如確有必要作這種方式運(yùn)行時(shí),要加限流電阻,以限制電流過(guò)大。
?。?)按以下步驟對(duì)電機(jī)好壞進(jìn)行初步的檢查: 首先檢查電機(jī)的外觀:應(yīng)無(wú)劃痕、碰傷和涂鍍層脫落;然后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸,應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng),無(wú)明顯的卡殼現(xiàn)象。檢查電動(dòng)機(jī)的接線是否牢固,并通電運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中應(yīng)不存在著摩擦,其中最突出的是軸承摩擦。軸承磨損后會(huì)發(fā)出不正常聲音,出現(xiàn)局部過(guò)熱溫升現(xiàn)象。
?。?)更換電刷時(shí),要清理周圍的電炭粉塵,并用酒精、汽油清洗換向器,換用新電刷時(shí),要注意先進(jìn)行空載磨合。
(4)注意電動(dòng)機(jī)因電流過(guò)大、溫度變化及拆裝時(shí)磁路開(kāi)路而引起的永磁體退磁,尤其對(duì)于鋁鎳鈷永磁電動(dòng)機(jī),拆裝時(shí)要對(duì)永磁磁路進(jìn)行磁短路保護(hù),否則退磁后要另外充磁。