El cos del motor del motor DC sense escombretes té una estructura similar al motor síncron d'imant permanent, excepte que no hi ha bobinatge de gàbia i el seu dispositiu d'arrencada. El seu bobinat d'estator pot ser una estructura simple monofàsica o més que trifàsica. Els mètodes de connexió dels bobinatges de l'induït inclouen principalment la connexió en estrella i en triangle. Els circuits de commutació electrònica solen tenir tipus pont i no pont. , poden estar compostes de moltes variacions. A continuació es mostra una anàlisi senzilla del principi de funcionament del motor de corrent continu sense escombretes d'imants permanents de sis estats de dues-dues-trifàsics més comú.
L'estructura del motor de corrent continu sense escombretes de dos pols trifàsic
A, B i C són bobinatges d'estator trifàsics, que estan connectats respectivament amb els dispositius de commutació d'alimentació V1, V2, V3 al circuit de commutació electrònic, i el rotor de seguiment del sensor de posició es col·loca a l'eix giratori del motor. . VP1, VP2 i VP3 es distribueixen uniformement en un extrem del motor DC sense escombretes amb una diferència de 120 graus en el quocient espacial. Mitjançant l'acció de la placa d'ombrejat giratòria a l'eix del motor, la posició del pol magnètic del rotor es determina segons si un determinat dispositiu optoelectrònic està il·luminat per llum.
Si la fase A del bobinatge de l'estator s'activa en un moment determinat, el corrent interacciona amb el camp magnètic principal generat per l'imant permanent al rotor per generar un parell electromagnètic, de manera que el rotor gira i la posició de l'imant del rotor es converteix en un senyal elèctric a través del sensor de posició. , i després controleu el circuit d'interruptor electrònic, de manera que cada bobinat de fase de l'estator s'encendrà al seu torn i el corrent de fase de l'estator canviarà de fase en un ordre determinat amb el canvi de la posició del rotor. D'aquesta manera, la seqüència de conducció del circuit de commutació electrònica es pot sincronitzar amb l'angle de rotació del rotor per aconseguir l'efecte de la commutació mecànica.
Model matemàtic de motor de corrent continu sense escombretes
El motor de corrent continu sense escombretes de dos pols trifàsic, l'estructura del rotor interior, la connexió en forma d'estrella dels bobinatges de l'estator i tres elements Hall es distribueixen uniformement amb una diferència de 120 graus a l'espai. Al mateix temps, s'assumeix que el motor té les característiques següents:
(1) El circuit magnètic del motor no està saturat i s'ignoren l'efecte de corrent de Foucault, la pèrdua d'histèresi i la reacció de l'armadura;
(2) Menys que la influència del parell de cogging;
(3) Els dispositius d'alimentació del circuit de control són tots dispositius de commutació ideals.
Equació de parell
Quan el motor de corrent continu està en estat de funcionament normal, el parell electromagnètic es refereix al parell generat per la interacció entre el conductor i l'imant permanent després d'activar el bobinatge de l'induït. Quan el motor funciona amb normalitat, es mantenen enceses dues fases del bobinatge al mateix temps, de manera que la potència electromagnètica Pm és:
Pm=2EpIp
Sense tenir en compte la influència de la commutació de corrent, el parell electromagnètic Te del motor és:
Te= Pm/Wi/Np =2npEpIp/W1=2npψp Ip
A la fórmula, Ep és el valor màxim de la força electromotriu del motor de corrent continu sense escombretes;
Ip és el valor màxim actual del motor
Ψp és el valor màxim de l'enllaç de flux electromagnètic del motor
Es pot veure a partir de la fórmula que el parell electromagnètic del motor és proporcional al corrent màxim
equació del moviment
En general, l'equació de moviment del sistema és
Te – TL – Zw=J*dw/dt
A la fórmula, Te i TL són el parell electromagnètic i el parell de càrrega del motor
W és la velocitat angular del motor;
Z és el coeficient de fricció viscós
J és el moment d'inèrcia del rotor del motor
Anàlisi de les característiques del motor de corrent continu sense escombretes
Característiques de partida
Al principi, com que el FEM posterior és zero, el corrent de l'induït és:
I=Ud -2△U/2R
A la fórmula, Ud és la tensió de línia dels bobinatges bifàsics engegats pel motor;
△ U és la caiguda de potència en el circuit de control;
R és la resistència interna del bobinat de l'estator del motor
A causa de la petita resistència interna, el corrent de l'armadura augmenta ràpidament en arrencar, de manera que el parell electromagnètic inicial és gran, que es pot iniciar ràpidament i també es pot iniciar directament sota càrrega. Quan la velocitat augmenta, la repulsió de l'induït fa que la força electromotriu induïda augmenti, el parell del motor disminueix i la velocitat d'acceleració també disminueix i finalment entra a l'estat de treball normal i la velocitat i el corrent de l'induït són estables en aquest moment.
Quan el motor s'engega sense càrrega, a la figura es mostra la corba de la velocitat i el corrent de l'induït amb el temps
Propietats mecàniques
Les característiques mecàniques fan referència a la relació entre la velocitat del motor i el parell de l'electromagnètic quan la tensió continua Ud és constant. L'equació de característiques mecàniques del motor de corrent continu sense escombretes és:
n=15/BlπR′Wфquadrat(U-RI-L dI/dt)
Un cop acabat, podeu obtenir:
n=30/π* Kt Ud – 2RTe/Ke Kt
A la fórmula, Kt és el coeficient de parell del motor
Ke és el coeficient de força electromotriu induïda del motor
Ud és la tensió de línia
Es pot veure que hi ha una relació lineal entre la velocitat de rotació i el parell electromagnètic. Tanmateix, en el procés de funcionament real, quan el parell electromagnètic augmenta, la reacció de l'armadura produirà un cert efecte de desmagnetització. Al mateix temps, tenint en compte la no linealitat del dispositiu de potència que condueix el circuit de control, el final de la corba característica mecànica del motor es doblegarà cap avall. .
La corba característica mecànica del motor DC sense escombretes es mostra a la figura
Característiques d'ajust
La característica de regulació es refereix a la relació canviant entre la velocitat del motor i la tensió aplicada quan el parell electromagnètic del motor és constant. Quan el motor de CC sense escombretes es troba en un estat estable, ignorant la pèrdua del dispositiu de potència que condueix el circuit de control, hi ha la següent relació
Ud=raI més π/30*Ken
KTI-TL=π/30Zn
Aleshores la relació entre velocitat i voltatge és
N=30/30 KTKe més πraZ*(KT Ud –ra –TL)
Així, es pot obtenir la corba de la velocitat del motor de corrent continu sense escombretes que canvia amb Ud sota un parell electromagnètic diferent Te, Te1<><><>
El motor de CC sense escombretes té un bon rendiment de control, però quan Ud és petit, el parell electromagnètic també és petit, el parell electromagnètic també és petit, el parell de càrrega no es pot restringir i el motor no es pot engegar, de manera que la velocitat del motor és zero, i quan augmenta Ud Quan supera la tensió de la línia de la porta, el motor comença a arrencar i progressa a un estat estacionari. Quan la Ud és més gran, la velocitat també és més gran. Al mateix temps, a causa de l'existència de fricció, la característica d'ajust no passa per l'origen.
