




电机转动的原理就是生活中磁铁吸引的原理。假如你有块磁铁你想办法让它圆周运动,那么这块磁铁就会吸引另一块磁铁也做圆周运动,这就是交流电机的原理,定子就是产生一个做圆周运动的磁场,转子就是一块磁铁,定子产生做圆周运动的磁场就会吸引转子转动。在转子上产生磁场的方式不同就把交流电机分为了感应电机和永磁同步电机,感应电机转子长生磁场的原理就是闭合导线切割磁场线会产生感应电动势,还有通电导线在磁场中会受到力的作用,初中物理。永磁同步电机就更简单直接在转子上贴永磁体也就是磁铁。
那么要想交流电机转,我们就需要在定子上产生一个旋转的磁场,然后吸引转子转动。怎么来产生一个旋转的磁场呢?的就是将电网的三相电接到电机上可以了,但是转速是不变的,在采石场的打石机就是这么干的。但是在伺服领域就不能这么做了,因为我们要实现转速可控甚至转子转动角度可控,也就是速度跟随和位置跟随。在电力电子中讲过,三相交流电可以合成一个幅值不变,频率与三相交流电相等的匀速旋转的电压矢量,这个电压矢量就满足了产生旋转磁场的要求,且转子的转速与三相交流电的频率是成比例的,那么我们改变三相交流电的频率就可以调速了。之前直流电机在调速领域一家独大,也就是因为交流电机没技术实现调频,直到德国---提出了克拉克变换和帕克变换。
当电动机在正弦波电源驱动下运行时,通过电机轴的交变磁链产生轴电压。这些磁链是由转子和定子槽、分离铁心片之间的连接部分、磁性材料的定向属性和供电电源不平衡等因素引起磁通不平衡而产生的[1]。到90年代,以igbt为功率器件的pwm逆变器作为电机驱动电源时,电机轴电流问题---,且其产生机理与正弦波电源驱动时完全不同。文献[1]---,具有高载波频率(例如10khz以上)的igbt逆变器导---动机的轴承比低载波频率的逆变器驱动时损坏更快。busse较为详细地分析了轴承电流的产生及轴承电流密度与轴承损坏之间的关系[2],并建立了pwm驱动下的轴承电流电路模型,但该模型未能体现出轴承电流与逆变器开关频率之间的关系。为讨论高频pwm脉冲电压驱动时电机轴电压与轴电流的产生机理,本文在建立轴电压与轴电流电路模型的基础上,分析轴电生的条件及形式,并针对逆变器输出电压的特性变化以及电机端有无过电压等情况,通过分析得到不同情况下的轴电压与轴承电流波形。
在抑制轴承电流方面,文献[1]给出的办法用正弦波滤波器将pwm电压转换成正弦波电压,使电机工作在正弦波供电状态下,但该方法所串电感大,系统动态响应慢,同时电感上的压降和功耗增大。本文在逆变器输出端串小电感并辅以rc吸收网络,可有效抑制pwm逆变器驱动下出现的轴电流。
20 多年以来,随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术---是大功率开关器件的发展,无刷电动机得到了长足的发展。无刷直流电动机 已经不是专指具有电子换相的直流电机,而是泛指具有有刷直流电动机外部特性的电子换相电机 。无刷直流电动机不仅保持了传统直流电动机---的动、静态调速特性,且结 构简单、运行---、易于控制。其应用从的工业,向航空航天、、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展。 在结构上,与有刷直流电动机不同,无刷直流电动机的定子绕组作为电枢, 励磁绕组由永磁材料所取代。按照流入电枢绕组的电流波形的不同,直流无刷电 动机可分为方波直流电动机(bldcm)和正弦波直流电动机(pmsm),bldcm 用 电子换相取代了原直流电动机的机械换相,东元负压式风机电机配件,由永磁材料做转子,省去了电刷;而 pmsm 则是用永磁材料取代同步电动机转子中的励磁绕组,省去了励磁绕组、滑 环和电刷。在相同的条件下,驱动电路要获得方波比较容易,且控制简单,因而 bldcm 的应用较 pmsm 要广泛的多。
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