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电动车无刷电机原理图,电动车无刷电机控制器驱动电路图

发布时间:2023-07-06 18:18:08编辑:温柔的背包来源:

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电动车无刷电机原理图,电动车无刷电机控制器驱动电路图

无刷直流电机的组成及工作原理(一)无刷电机的组成

无刷直流电机由转子和定子两部分组成,如图3所示。

(2)无刷直流电机工作原理

无刷直流电机采用方波自控永磁同步电机,并用霍尔传感器代替电刷换向器。霍尔传感器的信号线根据三个霍尔传感器的信号传输电机内磁钢相对于绕组线圈的位置。可以知道此时如何给电机的线圈供电(不同的霍尔信号应该向电机绕组提供相应方向的电流),也就是说霍尔传感器的状态不同,电流方向不同线圈的形状不同。

霍尔信号传输到控制器,控制器通过粗导线(不是霍尔线)给电机绕组供电,电机转动,磁钢和绕组(准确的说是绕在定子上的线圈,其实是霍尔一般安装在定子上(上图)旋转,霍尔传感器感应出新的位置信号,控制器的粗线给电机绕组供电重新改变电流方向,电机继续旋转(当绕组和磁钢的位置发生变化,绕组必须相应地改变电流的方向,这样电机才能继续朝一个方向运动,否则电机会在某一位置左右摆动而不是连续旋转),这个过程就是电子换向。

无刷直流电机由直流电源供电,通过位置传感器检测转子的位置,检测到的信号触发相应的电子换相电路,实现非接触换向。

无刷直流电机使用电子开关和位置传感器代替电刷和换向器,将直流电转换为模拟三相交流电,并通过调制脉冲宽度和改变电流来改变速度。

直流无刷电机的控制结构直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度和转子极数的影响(页):

N=120 F/P。当转子的极数固定时,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。无刷直流电机是采用电子控制(驱动器)的同步电机,控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速反馈到控制中心进行反复修正,以达到接近特性的方法直流电机的。也就是说,无刷直流电机在额定负载范围内负载变化时,可以控制电机转子保持一定的转速。

无刷直流驱动器包括电源单元和控制单元,如图(1)所示:电源单元向电机提供三相电源,控制单元根据要求转换输入电源的频率。

电源可直接输入直流(一般为24V)或交流(110V/220V)。如果输入是交流电,首先必须通过转换器(CONVERTER)将其转换为直流电。无论是直流输入还是交流输入,在传输到电机线圈之前,都必须通过逆变器(INVERTER)将直流电压转换为三相电压来驱动电机。逆变器(INVERTER)一般由6个功率晶体管(Q1~Q6)与电机相连,分为上臂(Q:1、Q:3、Q5)/下臂(Q:2、Q:4、Q6)通过电机线圈控制流量切换。控制部分提供PWM(脉冲宽度调制)来确定功率晶体管的开关频率和逆变器(INVERTER)的换相时序。无刷直流电机一般希望用在速度控制上,负载变化时,速度能稳定在设定值,不会变化太大,因此在电机内部安装了能够感应磁场的霍尔传感器(HALL-SENSOR),速度控制。闭环控制也用作相序控制的基础。但这仅用于速度控制,不能用于定位控制。

直流无刷电机的控制原理要使电机转动,首先控制部分必须根据HALL-SENSOR感应电机转子的当前位置,然后决定打开(或关闭)电机的中功率。逆变器(INVERTER)根据定子的绕组。 INVERTER中晶体管的顺序如下(图2)AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)和AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管),使电流流过电机线圈依次产生正向(或反向)旋转磁场,与转子的磁铁相互作用,从而使电机顺时针/逆时针转动。当电机转子旋转到HALL-SENSOR感应到另一组信号的位置时,控制部分开启下一组功率晶体管,使循环电机继续沿同一方向旋转,直到控制部分决定停止电机转子,然后关闭功率晶体管(或仅打开下臂功率晶体管);如果电机转子反转,则功率晶体管的导通顺序反转。

基本上,功率晶体管的开关方法可以举例如下:

AH、BL 组AH、CL 组BH、CL 组BH、AL 组CH、AL 组CH、BL 组,但绝不是AH、AL 或BH、BL 或CH、CL。另外,由于电子零件总是有开关的响应时间,因此功率晶体管导通和关断的交错时间应考虑零件的响应时间,否则,当上臂(或下臂)不完全时闭合时,下臂(或上臂)已闭合。开机,结果是上下臂短路,烧毁功率三极管。

当电机转动时,控制部分将驱动器设定的速度和加减速度组成的命令(COMMAND)与HALL-SENSOR信号变化的速度(或通过软件计算)进行比较,然后决定下一步组(AH、BL 或AH、CL 或BH、CL 或.) 开关打开,以及打开时间的长短。如果速度不够,就会变长,如果速度太高,就会缩短。这部分工作是由PWM来完成的。 PWM是判断电机速度快慢的方法。如何产生这样的PWM是实现更精确的速度控制的核心。高速的速度控制必须考虑系统的CLOCK分辨率是否足以掌握处理软件指令的时间。另外,HALL-SENSOR信号变化的数据存取方式也会影响处理器的性能以及判断的准确性和实时性。对于低速时的速度控制,尤其是低速启动时,返回的HALL-SENSOR信号的变化变慢。如何根据电机的特性获取信号模式、处理时序并正确配置控制参数值非常重要。或者速度返回的变化是基于ENCODER的变化,从而提高信号分辨率,以便更好的控制。电机运行平稳,响应良好,合适的P.I.D.控制不容忽视。前面提到,无刷直流电机是闭环控制,因此反馈信号相当于告诉控制单元当前电机转速与目标转速相差多少,这就是误差(ERROR)。知道了误差,自然要进行补偿,方式就是传统的工程控制如P.I.D。控制。然而,控制的状态和环境实际上是复杂多变的。如果控制是持久的,所需要考虑的因素可能是传统工程控制无法完全掌握的,因此模糊控制、专家系统和神经网络也将被纳入智能控制系统。 P.I.D 的重要理论控制。

48V无刷电机电动车接线原理有八根线,三根粗线分别是黄蓝绿,有的车不同,五根霍尔线分别是红黑蓝绿黄。五根霍尔线的红、黑一定不能接错颜色,另外三根细线要按照颜色连接。三根粗线根据颜色连接起来。连接后电机可能会抖动、不转、反转。您可以以任意组合连接三根粗电线。除了红黑之外,细线不能乱。另外三根线也可以自由连接。

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