永磁同步电动机是交感应电动机的一个日益增长的替代品,几十年来,交感应电动机几乎一直是所有电机应用的主力军。保持了交感应电机的可靠性和简单性,同时提供了更高的效率、同步运行和使用更小框架尺寸的机会。用永磁体(通常由稀土金属合金制成)代替转子导体中感应的磁场,使其电阻损耗比交感应电机低得多,因为转子中没有感应电流。为了代替机械换向,需要一个控制系统来确定向哪些线圈提供电流以产生大扭矩。稀土永磁交流电动机产生的磁场可以提供与交感应电动机相同的转矩,而交感应电动机的电机更小、更轻。
电机设计过程涉及一些基本考虑因素,对于启动器,应用环境的要求,什么时候需要什么扭矩和速度,多久需要一次?什么是工作循环?温度和压力等环境条件是什么?即使是***的电机,如果电机应用错误的领域,其不会发挥大的效率。许多电动机都用于齿轮电动机、齿轮减速器和电动机的组合。齿轮马达以低速提供高扭矩,简言之,齿轮电机在放大扭矩的同时,会吸收电机功率并降低转速,齿轮电机占空比会影响电机的性能额定值,例如连续的占空比。
佳冷却设计外壳
一个冷却较好的马达运转效率更高,湖州永磁同步电机,为了获得佳的气流,优化了冷却风扇和风扇罩的设计,国产永磁同步电机品牌,确保定子和电机外壳之间的紧密结合提佳的冷却性能。电机的电效率提高了很多,但冷却风扇的功率占总损耗的比例更大。冷却风扇尺寸的优化包括使用风扇的小功率,同时提供足够的冷却。优化的风扇设计可使风扇功率需求降低65%,一个重要的设计特点是叶片和壳体之间的间隙。外壳和风扇叶片之间的空间应尽可能小,以防止湍流和减少回流。
霍尔传感器
与有刷直流电机不同,无刷直流电机使用电子方式换向。要使BLDC转起来,必须要按照一定的顺序给定子通电,那么我们就需要知道转子的位置以便按照通电次序给相应的定子线圈通电。定子的位置是由嵌入到定子的霍尔传感器感知的。通常会安排3个霍尔传感器在转子的旋转路径周围。无论何时,只要转子的磁极掠过霍尔元件时,根据转子当前磁极的极性霍尔元件会输出对应的高或低电平,这样只要根据3个霍尔元件产生的电平的时序就可以判断当前转子的位置,并相应的对定子绕组进行通电。
霍尔效应:当通电导体处于磁场中,由于磁场的作用力使得导体内的电荷会向导体的一侧聚集,当薄平板通电导体处于磁场中时这种效应更为明显,这样一侧聚集了电荷的导体会抵消磁场的这种影响,由于电荷在导体一侧的聚集,从而使得导体两侧产生电压,这种现象就称为霍尔效应,E.H霍尔在1879年发现了这一现象,故以此命名。
霍尔元件安放在电机的固***置,将霍尔元件安放到电机的定子是比较复杂的,因为如果安放时位置没有和转子的磁场相切那么就可能导致霍尔元件的测量值不能准确的反应转子当前的位置,鉴于以上原因,为了简化霍尔元件的安装,通常在电机的转子上安装一颗冗余的磁体,这个磁体专门用来感应霍尔元件,这样就能起到和转子磁体感应的相同效果,永磁同步电机转速多少,霍尔元件一般按照圆周安放在印刷电路板上并配备了调节盖,这样用户就可以根据磁场的方向非常方便的调节霍尔元件的位置以便使它工作在状态。
霍尔元件位置的安排上,有60°夹角和120°夹角两种。基于这种摆放形式,BLDC的电流换向顺序由制造厂商制定,当我们控制电机的时候就需要用到这种换向顺序。
注意:霍尔元件的电压范围从4V到24V不等,电流范围从5mA到15mA不等,所以在考虑控制器时要考虑到霍尔元件的电流和电压要求。另外,霍尔元件输出集电极开路,使用时需要接上拉电阻。
永磁同步电机结构与种类,这些你了解吗?
1、凸装式结构简单便宜,应用较多。这种结构中电机转子直径变得较小,从而导致电机的小惯量,故适用于伺服系统。然而在PM***中小电感不总是有利,因为小电感将导致弱磁控制。在弱磁控制期间虽然电压已经达到逆变器所能提供的大值,但速度依然需要不断上升。弱磁控制是通过增加反相直轴定子电流分量实现的,若电感很小,就只能通过很大的去磁电流和低负载实现弱磁。
2、嵌入式结构可增大漏磁链,因增大的交轴电感使电枢的反应增大,永磁同步电机应用领域,致使极角增大和转矩降低。
3、内埋式电机虽然结构复杂、昂贵,但它具有高气隙磁通密度,因此它产生的转矩比凸装式电机产生的转矩大,且气隙磁通易于正弦分布,从而降低齿槽转矩效应。
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