如何实现无刷直流永磁电动机正反转

发布时间：2018-05-08 22:50:00 点击：

无刷直流永磁电动机实现正反转方法

无刷直流永磁电动机实现正反转的方法有两种：

● 装置两套转子位置传感器。

无锡伯顿起重电机讯 2018年5月8日讯 采用一套转子位置传感器，借助逻辑电路改变功率开关晶体管的导通顺序，从而实现电动机的正反转。

可以这么说，由转子位置传感器控制的功率开关晶体管导通顺序，确定无刷直流永磁电动机电枢磁势矢量究竟往哪个方向转，也就决定了电动机的转向，还真不是电源极性所能确定得了的，加载到无刷直流永磁电动机电枢绕组上的电源极性原本就是不断交变的。

有刷直流永磁电动机正反转原理

为便于分析无刷直流永磁电动机正反转原理，这里先对有刷永磁直流电动机正反转问题进行讨论。

图1给出了有刷永磁直流电动机正反转原理。图1（a）中磁极下电枢电流分布情况下，利用左手定则或比奥·萨乏定律可知，电枢将按顺时针方向转动。如果改变电枢电流方向，使其产生的电枢磁场与图1（a）中的方向相反，即转过去180o电角度，如图1（b）所示，则电枢将按逆时针方向转动。若保持图1（b）中的电枢电流的方向不变，而把定子磁场旋转180o电角度，如图1（c）所示，则电枢又将按照顺时针方向转动。

图1

基于以上分析，可以得出结论：对于有刷永磁直流电动机而言，定转子磁场中，只要有一个磁场且只能有一个磁场，若相对原磁场的方向旋转180o电角度，则电动机就改变其转动方向。所以，在有刷永磁直流电动机中，改变电源电压的极性，就可以改变电枢电流的方向，从而改变其转动方向，实现正反转，其实际接线如图2所示。

起重电机,伯顿起重电机,YZR起重电机,起重设备,YZB起重电机

图 2

无刷直流永磁电动机如何正反转？

无刷直流永磁电动机的正反转不能通过改变电源电压的极性来实现，然而它正反转的原理与有刷永磁直流电动机相同。图3表示了在旋转过程中，一台四相星形无刷直流永磁电动机定转子磁场之间的相互关系。每相绕组导通角为90o电角度，其相应的驱动信号如图4所示。

图 3

在图3中，我们可以看到：

1) 当t=t₁时，U相绕组通电，电流方向和转子永磁体的位置如图3（a）中状态所示，永磁体转子按顺时针方向转动。如果此时换成W相绕组通电，则定子磁场就相对图3（a）状态旋转过180o电角度，如图3（a’）中状态所示，永磁体转子便逆时针方向转动。

2) 当t=t₂时，V相绕组通电，永磁体转子按顺时针方向转动，如图3（b）中状态所示。如果此时换成图3（a’）逆时针转至图3（b’）中状态，则定子磁场就相对图3（b）状态同方向，此时永磁体转子磁场相差180o电角度，转子继续按逆时针方向转动。

图 4

3）当t=t₃时，W相绕组通电，永磁体转子按顺时针方向转动，如图3（c）中状态所示。如果此时换成图3（b’）逆时针转至图3（c’）中状态，U相绕组通电，则定子磁场就相对如图3（c）状态旋转过180o电角度，如图3（c’）中状态所示，转子便按逆时针方向转动。

4）当t=t₄时，X相绕组通电，永磁体转子按顺时针方向转动，如图3（d）中状态所示。如果此时换成图3（c’）逆时针转至图3（d’）中状态，则定子磁场就相对图3（d）状态同方向，此时永磁体转子磁场相差180o电角度，转子继续按逆时针方向转动。

图 5

由上面的分析可以看到：当无刷直流永磁电动机电枢绕组的通电状态按（a）-（b）-（c）-（d） -（a）顺序连续变化时，永磁体转子便按顺时针方向转动；如果电枢绕组的通电状态按（a’）-（b’）-（c’）-（d’） -（a’）顺序连续变化时，则永磁体转子就按逆时针方向转动。比较状态（a）和（a’），(b）和（b’），（c）和（c’)，（d）和（d’），可以发现它们之间的差别仅在于：要么反转电动机的定子磁场与正转电动机的定子磁场之间相差180o电角度，要么反转电动机的永磁体转子磁场与正转电动机的永磁体转子磁场之间相差180o电角度。这与有刷直流永磁电动机实现正反转的原理是一致的。

图6

无刷直流永磁电机正反转控制原理图

如何实现图3所示状态无刷直流永磁电动机电枢绕组的通电状态按（a）-（b）-（c）-（d） -（a）顺序连续变化到按（a’）-（b’）-（c’）-（d’） -（a’）顺序连续变化转换呢?电动机电枢绕组的通电是借助驱动信号来控制的，当电动机按顺时针方向转动时，其相绕组U、V、W、X分别与驱动信号U_U、U_V、U_W、U_X—一对应，我们需要按下列步骤变更驱动信号的驱动对象,以实现控制无刷永磁同步电动机反转或逆时针旋转。