1.2无刷DC电机的工作原理

 1.2.1无刷DC电机的特性

 DC电机主要有两种类型:DC刷电机和无刷DC电机。 

1。有刷DC电机

 DC电机以其良好的启动性能和调速性能而闻名。DC电机的拉丝DC电机采用机械换向器，驱动方法简单。其模型图如图1.2所示。 电机主要由永磁材料制成的定子、缠绕有touP的转子(电枢)组成一ngfodlonjled一nggonglU、换向器、电刷等。只要在电刷的两端A和B引入一定的直流电流，电机的换向器就会自动改变电机转子的磁场方向，使得直流电机的转子继续工作。

 从上面可以看出，换向器和电刷在DC电机中起着重要的作用。虽然它可以简化电机控制器的结构，但也有一些缺点: z结构相对复杂，增加了制造成本； z容易受到环境(如灰尘等)的影响。)，这降低了工作的可靠性； 换向时会产生火花，限制了应用范围。 z容易损坏，增加维护成本等。 

2。无刷DC电机 

无刷直流电动机的诞生克服了无刷DC电机的先天缺陷，用电子换向器取代了机械换向器。因此，无刷DC电机不仅具有DC电机调速性能好的特点，还具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠、易于维护的优点。 

图1.3所示的无刷DC电机模型是从图1.2转换而来的模型。它主要由永磁材料制成的转子、带touP的定子组成一ngfodlonjled一nggonglU和位置传感器(可选)。可以看出，它与DC汽车有许多共同之处。定子和转子结构相似(原定子变成转子，转子变成定子)，绕组连接线基本相同。然而，它们在结构上有明显的不同:无刷DC电机在DC电机中没有换向器和电刷，而是被位置传感器所取代。这样，电机的结构相对简单，降低了电机的制造和维护成本，但无刷DC电机不能自动改变方向(相位)，牺牲成本是电机控制器成本的增加(例如，对于同一个三相DC电机，无刷DC电机的驱动轴需要4根动力管，而无刷DC电机的驱动轴需要6根动力管)。 

图1.3显示了一个低功率、三相、星形连接和单对磁极的无刷DC电机。它的定子在里面，转子在外面。其结构非常类似于图1.2所示的DC电机。另一个无刷DC电机的结构正好与这个相反。它的定子在外面，转子在里面，也就是说，定子是由touP组成的基座一ngfodlonjled一nggonglU，转子由永磁材料制成。 

无刷DC电机具有以下特点: 

无刷DC电机具有良好的外部特性，可以在低速时输出大转矩，因此可以提供大的启动转矩。 

无刷DC电机具有很宽的速度范围，可以以任何速度全速运行。

 无刷DC电机效率高，过载能力强，在拖动系统中具有优异的性能。

 无刷DC电机再生制动效果良好。因为它的转子是由永磁材料制造的，所以在制动时马达可以进入发动机。 运动状态；

 无刷DC电机体积小，功率密度高。 无刷DC电机无机械换向器，采用全封闭结构，可防止灰尘进入电机，可靠性高。 高性别；

 无刷DC电机比异步电机更易于驱动和控制。 

1.2.2无刷DC电机的工作原理 无刷DC电机的定子为touP一ngfodlonjled一nggonglU电枢和转子是永磁体。如果只向电机施加固定的直流电流，电机只能产生恒定的磁场，而不能旋转。只有实时检测电机转子的位置，然后根据转子的位置向电机的不同连接处施加相应的电流，定子才能产生方向均匀变化的旋转磁场，电机才能随磁场旋转。 

如图1.4所示，示出了无刷DC电机的旋转原理图。为了便于描述，电机定子线圈的中心抽头连接到电机电源，每相的端点连接到功率管，当位置传感器接通时，功率管的g极连接到12V，功率管接通，相应的相位线圈接通。随着转子的旋转，三个位置传感器依次导通，相应的相位线圈也依次导通，使得定子产生的磁场方向也连续变化，电机的转子也随之旋转。

这是无刷DC电机的基本旋转原理——检测转子位置，依次给每一相通电，并连续均匀地改变定子产生的磁场方向。 无刷DC电机的旋转原理将在无刷DC电机的位置传感器驱动部分进一步介绍。为了便于理解，本文件的以下内容使用图1.5所示的两个符号作为模型介绍。图a示出了电机的转子和定子位于同一圆心，图b示出了转子和定子位于不同的圆心，这是为了便于解释电机的内部磁场。详情请见下文。 

1.3无刷DC电机的驱动方法 

无刷DC电机的驱动模式可以根据不同的类别分为不同的驱动模式，每种驱动模式都有自己的特点。 

按压驱动波形:

 z方波驱动实现方便，易于实现电机无传感器控制。 

z正弦驱动，可以提高电机的运行效果，使输出扭矩均匀，但实现过程相对复杂。同时，该方法具有空间矢量脉宽调制和空间矢量脉宽调制，空间矢量脉宽调制优于空间矢量脉宽调制。