无刷直流电机原理

无刷直流电动机的工作原理

  

　 普通直流电动机的电枢在转子上，而定子产生固定不动的磁场。为了使直流电动机旋
转，需要通过换向器和电刷不断改变电枢绕组中电流的方向，使两个磁场的方向始终保
持相互垂直，从而产生恒定的转矩驱动电动机不断旋转。
      无刷直流电动机为了去掉电刷，将电枢放到定子上去，而转子制成永磁体，这样的结
构正好和普通直流电动机相反；然而，即使这样改变还不够，因为定子上的电枢通过直
流电后，只能产生不变的磁场，电动机依然转不起来。为了使电动机转起来，必须使定子
电枢各相绕组不断地换相通电，这样才能使定子磁场随着转子的位置在不断地变化，使
定子磁场与转子永磁磁场始终保持左右的空间角，产生转矩推动转子旋转。

无刷直流电动机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。
● 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转
子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱
动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，
以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥
各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速 ；
提供保护和显示等等。无刷直流电动机的原理简图如图一所示：　

　　主电路是一个典型的电压型交-直-交电路，逆变器提供等幅等频 5-26KHZ 调制波的
对称交变矩形波。永磁体 N-S 交替交换，使位置传感器产生相位差 120°的 U、V、W 方波，
结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号：101、100、110、010、011、001，通过逻辑组建
处理产生 T1-T4 导通、T1-T6 导通、T3-T6 导通、T3-T2 导通、T5-T2 导通、T5-T4 导通，也就
是说将直流母线电压依次加在 A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上，这样转子每转过
一对 N-S 极，T1-T6 功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。每种状态下，仅有两相
绕组通电，依次改变一种状态，定子绕组产生的磁场轴线在空间转动 60°电度角，转子跟
随定子磁场转动相当于 60°电度角空间位置，转子在新位置上，使位置传感器 U、V、W 按