브러시리스 DC 모터의 모터 본체는 케이지 권선 및 시동 장치가 없다는 점을 제외하고 영구 자석 동기 모터와 구조가 유사합니다. 고정자 권선은 단순한 단상 또는 3상 이상의 구조일 수 있습니다. 전기자 권선의 연결 방법에는 주로 스타 및 델타 연결이 포함됩니다. 전자 정류 회로에는 일반적으로 브리지 및 비 브리지 유형이 있습니다. , 그들은 많은 변형으로 구성될 수 있습니다. 다음은 가장 일반적인 2-2-3상 스타 6상 영구 자석 브러시리스 DC 모터의 작동 원리에 대한 간단한 분석입니다.
3상 2극 브러시리스 DC 모터의 구조
A, B, C는 3상 고정자 권선으로 전자 스위치 회로의 전원 스위칭 장치 V1, V2, V3에 각각 연결되며 위치 센서의 트랙킹 로터는 모터의 회전축에 배치됩니다. . VP1, VP2, VP3은 공간상 120도 차이로 브러시리스 DC 모터의 한쪽 끝에 고르게 분포되어 있습니다. 모터축에 회전하는 차광판의 작용을 통해 특정 광전자소자가 빛을 비추는지 여부에 따라 회전자 자극의 위치가 결정됩니다.
고정자 권선의 A상이 특정 순간에 통전되면 전류가 회전자에 있는 영구자석에 의해 발생된 주 자기장과 상호작용하여 전자기 토크를 발생시켜 회전자가 회전하게 되고 회전자 자석의 위치는 다음과 같이 된다. 위치 센서를 통한 전기 신호. , 전자 스위치 회로를 제어하여 고정자의 각 위상 권선이 차례로 켜지고 고정자 위상 전류가 회전자 위치의 변화에 따라 특정 순서로 위상을 변경합니다. 이러한 방식으로 전자 스위치 회로의 전도 순서는 회전자의 회전 각도와 동기화되어 기계적 정류 효과를 얻을 수 있습니다.
브러시리스 DC 모터의 수학적 모델
3상 2극 브러시리스 DC 모터, 내부 회전자 구조, 고정자 권선의 별 모양 연결 및 3개의 홀 요소가 120도의 공간차로 고르게 분포되어 있습니다. 동시에 모터에는 다음과 같은 특성이 있다고 가정합니다.
(1) 모터의 자기 회로가 포화되지 않고 와전류 효과, 히스테리시스 손실 및 전기자 반응이 무시됩니다.
(2) 코깅 토크의 영향 미만;
(3) 제어 회로의 전원 장치는 모두 이상적인 스위칭 장치입니다.
토크 방정식
DC 모터가 정상 작동 상태일 때 전자기 토크는 전기자 권선에 전원이 공급된 후 도체와 영구 자석 사이의 상호 작용에 의해 생성되는 토크를 나타냅니다. 모터가 정상적으로 작동할 때 권선의 두 위상이 동시에 유지되므로 전자기 전력 Pm은 다음과 같습니다.
오후{0}}엡
전류 정류의 영향을 무시하면 모터의 전자기 토크 Te는 다음과 같습니다.
테{0}} 오후/Wi/Np =2npEpIp/W1=2npψp IP
공식에서 Ep는 브러시리스 DC 모터의 기전력의 피크 값입니다.
Ip는 모터의 현재 피크 값입니다.
Ψp는 모터의 쇄교 전자기 플럭스의 피크 값입니다.
모터의 전자기 토크는 피크 전류에 비례한다는 공식에서 알 수 있습니다.
운동 방정식
일반적으로 시스템의 운동 방정식은
테 – TL – Zw=J*dw/dt
공식에서 Te 및 TL은 모터의 전자기 토크 및 부하 토크입니다.
W는 모터의 각속도입니다.
Z는 점성 마찰 계수입니다.
J는 모터 로터의 관성 모멘트입니다.
브러시리스 DC 모터의 특성 분석
시작 특성
시작 시 역기전력이 0이므로 전기자 전류는 다음과 같습니다.
I=Ud -2△U/2R
공식에서 Ud는 모터에 의해 켜진 2상 권선의 라인 전압입니다.
△ U는 제어 회로의 전력 강하입니다.
R은 모터 고정자 권선의 내부 저항입니다.
내부 저항이 작기 때문에 기동 시 전기자 전류가 급격히 증가하므로 기동 전자기 토크가 크고 빠르게 기동할 수 있으며 부하에서 직접 기동할 수도 있습니다. 속도가 증가하면 전기자 반발에 의해 유도 기전력이 증가하고 모터의 토크가 감소하며 가속 속도도 감소하여 마침내 정상 작동 상태에 들어가고 이때 속도와 전기자 전류는 안정됩니다.
모터가 무부하로 시동될 때 시간에 따른 속도와 전기자 전류의 곡선이 그림에 표시됩니다.
기계적 성질
기계적 특성은 DC 전압 Ud가 일정할 때 모터의 속도와 전자기 토크 사이의 관계를 나타냅니다. 브러시리스 DC 모터의 기계적 특성 방정식은 다음과 같습니다.
n=15/ BlπR′Wфsquare(U-RI-L dI/dt)
완료하면 다음을 얻을 수 있습니다.
n=30/π* Kt Ud – 2RTe/Ke Kt
공식에서 Kt는 모터의 토크 계수입니다.
Ke는 모터의 유도 기전력 계수입니다.
Ud는 라인 전압입니다.
회전 속도와 전자기 토크 사이에는 선형 관계가 있음을 알 수 있습니다. 그러나 실제 작동 과정에서 전자기 토크가 커지면 전기자 반응이 특정 감자 효과를 생성합니다. 동시에 제어 회로를 구동하는 전원 장치의 비선형성을 고려하여 모터의 기계적 특성 곡선의 끝이 아래쪽으로 구부러집니다. .
브러시리스 DC 모터의 기계적 특성 곡선은 그림에 나와 있습니다.
조정 특성
조절 특성은 모터의 전자기 토크가 일정할 때 모터의 속도와 인가 전압 사이의 변화하는 관계를 나타냅니다. 브러시리스 DC 모터가 안정적인 상태에 있을 때 제어 회로를 구동하는 전원 장치의 손실을 무시하면 다음과 같은 관계가 있습니다.
Ud{0}}라이 플러스 π/30*켄
KTI-TL{1}}π/30Zn
그러면 속도와 전압의 관계는 다음과 같습니다.
N=30/30 KTKe + πraZ*(KT Ud –ra –TL)
따라서 다른 전자기 토크 Te 하에서 Ud로 변화하는 브러시리스 DC 모터의 속도 곡선을 얻을 수 있습니다. Te1<><><>
브러시리스 DC 모터는 제어 성능이 좋지만 Ud가 작을 때 전자기 토크도 작고 전자기 토크도 작고 부하 토크를 억제 할 수 없으며 모터를 시작할 수 없으므로 모터의 속도는 0이고 Ud가 증가할 때 게이트 라인 전압을 초과하면 모터가 시동을 시작하고 점차적으로 정상 상태로 작동합니다. Ud가 클수록 속도도 커집니다. 동시에 마찰의 존재로 인해 조정 특성이 원점을 통과하지 못합니다.
