與傳�(tǒng)的電勵磁電動�(jī)相比�永磁電動�(jī)特別是稀土永磁電動機(jī)具有�(jié)�(gòu)簡單、運行可�、體積小、質(zhì)量小、損耗少、效率高,以及電動機(jī)的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著�(yōu)�,因為應(yīng)用范圍極為廣�,幾乎遍及航空航�、國�、工�(nóng)�(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域�
永磁無刷電動�(jī)可以看做是一臺用電子換向裝置取代�(jī)械換向的直流電動�(jī),如�1 所�,永磁直流無刷電動機(jī)主要由永磁電動機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子換向電路組成。無論是�(jié)�(gòu)或控制方�,永磁直流無刷電動機(jī)與傳�(tǒng)的直流電動機(jī)都有很多相似之處:用裝有永磁體的�(zhuǎn)子取代有刷直流電動機(jī)的定子磁極;用具有多相繞組的定子取代電樞;用由固�(tài)逆變器和軸位置檢測器組成的電子換向器取代�(jī)械換向器和電�� 電動�(jī)本體 電動�(jī)本體和永磁同步電動機(jī)(PMSM)相似,�(zhuǎn)子采用永磁磁�,目前多使用稀土永磁材料,但沒有籠式繞組和其他啟動裝置。其定子繞組采用交流繞組行駛,一般支撐多相(三相、四相或五相�,轉(zhuǎn)子由永磁鋼按一定極對數(shù)�2P=2,4,6…)組成。設(shè)計中要求在定子繞組中獲得頂寬�120°的梯形波,因此繞組行駛往往采用整距、集中或接近整距、集中的形式,以便保留磁密中的其他諧�。有刷直流電動機(jī)是依靠機(jī)械換向器將直流電流轉(zhuǎn)換位近似梯形波的交流電流供給電樞繞組,而無刷直流電動機(jī)是依靠電子換向器將方波電流按一定的相序逐次輸入到定子的各相電樞繞組中。當(dāng)無刷直流電動�(jī)定子繞組的某相通電�,該相電流產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子磁鐵所�(chǎn)生的磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,�(qū)動轉(zhuǎn)子旋�(zhuǎn)。位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁鐵位置變換成電信號去控制電子開關(guān)線路,從而使定子的各項繞組按一定的次序?qū)�?,使定子的相電流隨轉(zhuǎn)子位置的變化而按正確的次序換相。這樣才能讓電子磁場隨�(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)不斷地變�、產(chǎn)生于�(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速同步的旋轉(zhuǎn)磁場,并使定子磁場與�(zhuǎn)子的磁場始終保持90°左右的空間角,用�(zhuǎn)矩推動轉(zhuǎn)子旋�(zhuǎn)。由于電子開�(guān)線路的導(dǎo)通次序與�(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同�,起到機(jī)械換向器的換向作�,保證了電動�(jī)在運行過程中定子與轉(zhuǎn)子的磁場始終保持基本垂直,以提高運行效率。所以無刷直流電動機(jī)就其基本�(jié)�(gòu)而言,可以人為是一臺由電子開關(guān)換相電流、永磁式同步電動�(jī)以及位置傳感器三者組成的“自同步電動�(jī)系統(tǒng)�,它在運行過程中不會失步。永磁無刷電動機(jī)BLDCM 的轉(zhuǎn)子結(jié)�(gòu)既有傳統(tǒng)的內(nèi)�(zhuǎn)子結(jié)�(gòu),又有今年來出現(xiàn)的額盤式�(jié)�(gòu)、外�(zhuǎn)子結(jié)�(gòu)和線性結(jié)�(gòu)等新型結(jié)�(gòu)形式,伴隨著新型永磁材料的實用化,電動機(jī)�(zhuǎn)子的�(jié)�(gòu)越來越多樣化,使電動汽車電機(jī)永磁無刷電動�(jī)BLDCM 正朝著高出力、高精度、微型化合耐環(huán)境等多種用途發(fā)展� �(zhuǎn)子位置傳感器 �(zhuǎn)子位置傳感器有光電式、磁敏式和電磁式三種類型� 采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機(jī),在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件,轉(zhuǎn)子裝有遮光板,光源為�(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋�(zhuǎn)�,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇發(fā)出脈沖信�� 磁敏式位置傳感器是指它的某些點闡述隨周圍磁場按一定規(guī)律變化的半導(dǎo)體敏感元�,其基本原理為霍爾效�(yīng)和磁阻效�(yīng)。磁敏元件的主要工作原理是電流的磁效�(yīng),主要是霍爾效應(yīng)。采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動�(jī),其磁敏傳感器件(如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏三極管、磁敏電阻器�?qū)S眉呻娐罚┭b載定子組件上,用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋�(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化� 采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機(jī),是在定子組件上安裝電磁傳感器部�,當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時,電磁效�(yīng)將使電磁傳感器長生高頻調(diào)制信號(其幅值隨�(zhuǎn)子位置的變化而變化)� 幾年來還出現(xiàn)了無位置傳感器的無刷直流電動�(jī),磁中電動機(jī)利用定子繞組的反電動勢作為轉(zhuǎn)子磁鐵的位置信號,該信號檢出�,經(jīng)�(shù)字電路處理,送給邏輯開關(guān)電路去控制無刷直流電動機(jī)的換�。由于它省去了位置傳感器,使無刷電動�(jī)的結(jié)�(gòu)更加緊湊,所以應(yīng)用日趨廣�� 電子換向� 電子換向電路由功率變換電路和控制電路兩大部分組成,它與位置傳感器相配�,控制電動機(jī)定子各相繞組的通電順序和時�,起到與�(jī)械換向類似的作用� �(dāng)系統(tǒng)運行�,功率變換器接受控制電路的控制信息,使系�(tǒng)工作電源的功率以一定的邏輯�(guān)系分配給直流無刷電動�(jī)定子上的各相繞組,以便使電動�(jī)�(chǎn)生持�(xù)不斷的轉(zhuǎn)�。逆變器將直流電流�(zhuǎn)換成交流電流向電動機(jī)供電,與一般逆變器不�,它輸出頻率不是獨立�(diào)節(jié)的,而是受控于轉(zhuǎn)子位置信�,是一個“自控式逆變器�。永磁無刷電動機(jī)BLDCM 由于采用自控式逆變�,電動機(jī)輸入電流的頻率和電動�(jī)�(zhuǎn)速始終保持同�,電動機(jī)和逆變器不會產(chǎn)生振蕩和失步,這也是永磁無刷電動機(jī)BLDCM 的顯著優(yōu)點之一� 電動汽車電機(jī)電動�(jī)各項繞組�(dǎo)通的順序和時間主要取決于來自位置傳感器的信號,但位置所�(chǎn)生的信號一般不能直接用來驅(qū)動功率變換器的功率開�(guān)元件,往往需要經(jīng)過控制電路�(jìn)行邏輯處理、隔離放大后才能�(qū)動功率變換器的開�(guān)元件,往往需要經(jīng)過控制電路�(jìn)行邏輯處�、隔離方法后才能�(qū)動功率變換器的開�(guān)元件。驅(qū)動空盒子電路的作用是將位置傳感器檢測到的�(zhuǎn)子位置信號�(jìn)行處�,按一定的邏輯代碼輸出,去觸發(fā)功率開關(guān)�� 永磁無刷直流電動�(jī)的工作原� 永磁無刷直流電動�(jī)的控制系�(tǒng)主要有永磁無刷直流電動機(jī)、直流電�、逆變�、位置傳感器和控制器幾部分組�,采用“三相六拍�120°方波型”驅(qū)�。如圖所�5.21所�� 永磁無刷直流電動�(jī)通過逆變器功率管按一定的�(guī)律導(dǎo)�、關(guān)斷,使電動機(jī)定子電樞�(chǎn)生按60°電角度不斷前�(jìn)的磁�,帶動電動機(jī)�(zhuǎn)子旋�(zhuǎn)來實�(xiàn)�。分析如�5.21所�。圖a是理想條件下的電樞各相反電勢和電流,每個功率管�(dǎo)�120°電角�,互�60°電角�,當(dāng)功率管V3和V4�(dǎo)通時,電動機(jī)的V和—U(電流流�(jìn)繞組方向為正向)相�(參考圖1)。定子電樞合成磁勢為圖b所示的Fa5;若功率管V3�(guān)�,功率管V5�(dǎo)通,此時電動�(jī)的W相和—U相通電,電樞合成磁勢變?yōu)镕a5,F(xiàn)a5 比Fa4順時針前�(jìn)�60°電角度。由此可�,定子電樞產(chǎn)生的磁勢將隨著功率管有規(guī)律地不斷�(dǎo)通和�(guān)�,并�60°電角度不斷地順時針轉(zhuǎn)動。逆變器功率管共有六種出發(fā)組合狀�(tài),每種出�(fā)組合狀�(tài)只有與確定的�(zhuǎn)子位置或�(fā)電動�(jī)波形相對�(yīng),才能產(chǎn)生的平均電磁�(zhuǎn)�。當(dāng)兩個磁勢向量的夾角�90°是,相互作用�。而電子電樞產(chǎn)生的磁勢是以60°電角度在前�(jìn),因此在每種出發(fā)模式�,轉(zhuǎn)子磁勢與定子磁勢的夾角在60°~120°范圍變化才能�(chǎn)生的平均電磁�(zhuǎn)�。如圖c所�,假如在t1時刻,轉(zhuǎn)子的此時Fj處于線圈U、X平面�(nèi),且使轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn),此時應(yīng)該導(dǎo)通功率管V5和V4,使定子的合成磁勢為Fa5與Fj的夾角成120°。轉(zhuǎn)子在Fa5與Fj相互作用�(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的作用下順時針旋轉(zhuǎn),到t3時刻Fa5與Fj的夾角成60°,此時關(guān)斷功率管V4,導(dǎo)通功率管V6,定子合成磁勢為Fa6,與Fj的夾角成120°,兩者產(chǎn)生的電磁�(zhuǎn)矩使�(zhuǎn)子�(jìn)一步旋�(zhuǎn)� 永磁無刷電動�(jī)控制理論的發(fā)� 1)基于穩(wěn)�(tài)模型的標(biāo)量控� 交流電動�(jī)最初的運行方式是不受控運行。其控制功能僅限于接通和�(guān)斷以及某些情況下的輔助起動、制動和反轉(zhuǎn)。為了滿足一些調(diào)速傳動的需�,產(chǎn)生了一些性能較差的控制:如鼠籠異步電動機(jī)降壓�(diào)速、繞線式異步電動�(jī)�(zhuǎn)子串電阻�(diào)速和電磁�(zhuǎn)差離合器�(diào)�、繞線式異步電動�(jī)串極�(diào)�、鼠籠異步電動機(jī)變壓變頻�(diào)速(VVVF�、變極調(diào)速和同步電機(jī)變壓變頻�(diào)�。在以上�(diào)速方法中,除變壓變頻�(diào)速外,一般為開環(huán)控制,不需變頻器,�(shè)備簡�,但效率�,性能�。鼠籠異步電動機(jī)基于恒壓頻比控制而構(gòu)成的�(zhuǎn)差頻率閉�(huán)控制,性能相對較好,但由于它們都是基于穩(wěn)�(tài)模型,動�(tài)性能較差,一般只用于水泵、風(fēng)�(jī)等動�(tài)性能要求較低的節(jié)能調(diào)速和一般調(diào)速場�� 2)矢量控� 1971年由德國�(xué)者Blaschke提出的矢量控制理論使交流電機(jī)控制由外部宏觀�(wěn)�(tài)控制深入到電�(jī)�(nèi)部電磁過程的瞬態(tài)控制。永磁同步電�(jī)的控制性能由此�(fā)生了�(zhì)的飛�。矢量控制最本質(zhì)的特征是通過坐標(biāo)變換將交流電�(jī)�(nèi)部復(fù)雜耦合的非線性變量變換為相對坐標(biāo)系為靜止的直流變量(如電�,磁�,電壓等�,從中找到約束條件,獲得某一目標(biāo)的控制策�� 3)直接轉(zhuǎn)矩控� 1985�,Depenbrock教授提出異步電機(jī)直接�(zhuǎn)矩控制方�。該方法在定子坐�(biāo)系下分析交流電機(jī)的數(shù)�(xué)模型,在近似圓形旋轉(zhuǎn)磁場的條件下強調(diào)對電�(jī)的轉(zhuǎn)矩�(jìn)行直接控�,省掉了矢量坐標(biāo)變換等復(fù)雜的計算。其磁場定向�(yīng)用的是定子磁鏈,只需知道定子電阻就可以把它觀測出�,相對矢量控制更不易受電�(jī)參數(shù)變化的影�。近年來,直接轉(zhuǎn)矩控制方式被移植到永磁同步電�(jī)的控制中,其控制�(guī)律和�(guān)鍵技�(shù)正逐漸被人們了�、掌握。直接轉(zhuǎn)矩控制在全數(shù)字化、大�(zhuǎn)�、快速響�(yīng)的交流伺服系�(tǒng)中有廣闊�(yīng)用前景� 4)非線性控� 交流電機(jī)是一個強耦合、非線�、多變量系統(tǒng):非線性控制通過非線性狀�(tài)反饋和非線性變�,實�(xiàn)系統(tǒng)的動�(tài)解耦和全局線性化,將非線�、多變量、強耦合的交流電動機(jī)系統(tǒng)分解為兩個獨立的線性單變量系統(tǒng)。其中轉(zhuǎn)子磁鏈子系統(tǒng)由兩個慣性環(huán)節(jié)組成。兩個子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)按線性控制理論分別設(shè)�,以使系�(tǒng)�(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)� 但是,非線性系�(tǒng)反饋線性化的基�(chǔ)是已知參�(shù)的電動機(jī)模型和系�(tǒng)的精確測量或觀測,而電�(jī)在運行中,參�(shù)受各個因素的影響會發(fā)生變�,磁鏈觀測的�(zhǔn)確性也很難論證,這些都會影響系統(tǒng)的魯棒�,甚至造成系統(tǒng)性能惡化。目前這種控制方法仍有待�(jìn)一步完�� 5)自適應(yīng)控制 自適�(yīng)控制能在系統(tǒng)運行過程中不斷提取有�(guān)模型的信�,使模型逐漸完善,是克服參數(shù)變化影響的有力手�。應(yīng)用于永磁交流電機(jī)控制的自適應(yīng)方法有模型參考自適應(yīng)、參�(shù)辨識自校正控制以及新�(fā)展的各種非線性自適應(yīng)控制。但所有這些方法都存在的問題是:①數(shù)�(xué)模型和運算繁�,使控制系統(tǒng)�(fù)雜化;②辨識和校正都需要一個過�,所以對一些參�(shù)變化較快的系�(tǒng),就會因來不及校正而難以產(chǎn)生很好的效果� 6)滑模變�(jié)�(gòu)控制 滑模變結(jié)�(gòu)控制是變�(jié)�(gòu)控制的一種控制策�,它與常�(guī)控制的根本區(qū)別在于控制的不連續(xù)性,即一種使系統(tǒng)“結(jié)�(gòu)”隨時變化的開關(guān)特�。其主要特點�,根�(jù)被調(diào)量的偏差及其�(dǎo)�(shù),有目地的使系統(tǒng)沿設(shè)計好的“滑動模�(tài)”軌跡運動。這種滑動模態(tài)是可以設(shè)計的,且與系�(tǒng)的參�(shù)及擾動無�(guān),因而使系統(tǒng)具有很強的魯棒�。另外,滑模變結(jié)�(gòu)控制不需要任何在線辨�,所以很容易實現(xiàn)。在過去10多年�,將滑模變結(jié)�(gòu)控制�(yīng)用于交流傳動一直是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點,并已取得了一些有效的�(jié)�。但滑模變結(jié)�(gòu)控制本質(zhì)上的不連續(xù)開關(guān)特性使系統(tǒng)存在“抖振”問�。主要原因是:①對于實際的滑模變�(jié)�(gòu)系統(tǒng),其控制力總是受到限制的,從而使系統(tǒng)的加速度有限;②系統(tǒng)的慣�、切換開�(guān)的時間空間滯后及狀�(tài)檢測的誤差,特別對于計算�(jī)的采樣系�(tǒng),當(dāng)采樣時間較長�,形成“準(zhǔn)�?!钡取K�?,在實際系統(tǒng)中“抖振”必定存在且無法消除,這就限制了它的應(yīng)��
專家控制(Expert control)是智能控制的一個重要分支。專家控制的實質(zhì)是基于控制對象和控制�(guī)律各種知�,并以智能方式利用這些知識使控制系�(tǒng)盡可能優(yōu)化�
專家控制的基本思想是:自動控制理論+專家系統(tǒng)技�(shù)。自動控制系�(tǒng)中存在大量的啟發(fā)式邏輯,這是因為工業(yè)控制對象及其�(huán)境的變化呈現(xiàn)出多樣�、非線性和不確定�,這些啟發(fā)式邏輯實際上是實�(xiàn)控制目標(biāo)的各種經(jīng)驗知�,難以用一般的�(shù)值形式描�,而適于用符號形式來表�(dá),人工智能中的專家系�(tǒng)技�(shù)恰恰為這類�(jīng)驗知識提供了有效的表示和處理方法�
知識庫和推理�(jī)為專家系�(tǒng)的兩大要素,知識庫存儲某一專門�(lǐng)域的專家知識、條目,推理�(jī)制按照專家水平的問題求解方法�(diào)用知識庫中的知識條目�(jìn)行推�、判斷和決策。專家系�(tǒng)與傳�(tǒng)自動控制理論的結(jié)�,形成了專家控制系統(tǒng),這類系統(tǒng)以模仿人類智能為基礎(chǔ),彌補了以數(shù)�(xué)模型為基�(chǔ)的控制系�(tǒng)的不��
目前專家控制的研究大致包括用于傳�(tǒng)PID控制和自適應(yīng)控制的專家控制和.基于模糊�(guī)則的控制方法�
模糊邏輯智能控制
模糊邏輯控制實質(zhì)上是利用計算�(jī)模擬人的模糊邏輯思維功能實現(xiàn)的一種數(shù)字反饋控制。人的思維具有模糊邏輯的特�,因此用計算�(jī)模擬人的模糊思維,即模糊概念、模糊判斷和模糊推理,就是模糊控制的思維科學(xué)基礎(chǔ),再和反饋控制理論相�(jié)合就可以實現(xiàn)模糊控制�
傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)�(shè)計中需要給出被控對象的精確模型。模型的不精確性及不確定性都會影響PID控制性能。相�,模糊控制不需要知道被控對象的精確模型,它是基于控制系�(tǒng)輸入/輸出�(shù)�(jù)因果�(guān)系的模糊推理控制�
模糊控制不是基于被控對象精確模型的控制方�,因此具有較強的魯棒�,其�(wěn)�(tài)精度可以通過引�(jìn)智能積分等方法達(dá)到所要求的精�。此外,還可以將模糊邏輯推理和PID控制相結(jié)�,對PID控制參數(shù)�(jìn)行自適應(yīng)�(diào)�,實�(xiàn)無靜�(tài)跟蹤伺服控制�
神經(jīng)�(wǎng)�(luò)智能控制
人工神經(jīng)�(wǎng)�(luò)是利用計算機(jī)模擬人類大腦神經(jīng)系統(tǒng)的聯(lián)接機(jī)制而設(shè)計的一種信息處理的�(wǎng)�(luò)�(jié)�(gòu),一般簡稱神�(jīng)�(wǎng)�(luò)(NN�。神�(jīng)�(wǎng)�(luò)中最基本單元是神�(jīng)�(xì)�,簡稱神�(jīng)元。它是一種多輸入單輸出的信息處理單元,包括輸入處�、活化處理和輸出處理三個部分。從控制的觀�,神�(jīng)元模型由加權(quán)加法�、單輸入單輸出線性動�(tài)系統(tǒng)和靜�(tài)非線性函�(shù)所組成。它們模擬神�(jīng)�(xì)胞綜合處理信息的突變性和飽和性的非線性特��
神經(jīng)�(wǎng)�(luò)是由大量神經(jīng)元構(gòu)成網(wǎng)�(luò),能夠根�(jù)某種�(xué)�(xí)�(guī)�,通過�(diào)整神�(jīng)元之間的�(lián)接強度(�(quán)重)來不斷改�(jìn)�(wǎng)�(luò)的逼近性能,即神經(jīng)�(wǎng)�(luò)具有非常強的非線性映射能�。正因為如此,神�(jīng)�(wǎng)�(luò)在智能控�、模式識�、故障診斷、系�(tǒng)辯識等領(lǐng)域獲得了廣泛�(yīng)��
除了上述的專家系�(tǒng)、模糊伺服控�、神�(jīng)�(wǎng)�(luò)伺服控制策略外,還有遺傳算法等控��
1� �(shè)計手段不斷完�
隨著計算�(jī)技�(shù)的發(fā)展以及電磁場�(shù)值計�、優(yōu)化設(shè)計和仿真技�(shù)的不斷完善,形成了以電磁場數(shù)值計�、等效磁路解析求解、場路結(jié)合求解等一整套分析研究方法和計算機(jī)輔助分析的設(shè)計軟�。如Ansoft公司、MagneForce公司、Jmag公司均推出各種類型的電機(jī)�(shè)計軟�,以方便快捷地完成從電機(jī)的電磁設(shè)計計�、損耗計�、優(yōu)化設(shè)�、噪聲抑制、特性分析等。針對無刷電�(jī)特點,提供多種轉(zhuǎn)子類�、多種繞組型式及主電路的連接方式,以便組��2006年三季度,加拿大以電磁計算分析的Infolytica公司,推出了專門針對永磁無刷電機(jī)的Motorsolve�(shè)計軟��
這些軟件除了對電�(jī)�(jìn)行電磁設(shè)�,還可對電機(jī)在槽�、繞�、材料等�(shè)計變量改變情況下多方案比較分�、電磁場精確計算和電�(jī)多目�(biāo)�(yōu)化設(shè)�,并包括控制電路、控制算法在�(nèi)的整個設(shè)計流�,既可以提供任意時刻電機(jī)�(nèi)電磁場分布數(shù)�(jù),又能對電機(jī)工作時所�(guān)心的各類運行曲線,如�(zhuǎn)�、轉(zhuǎn)�、電�、功率、效率等提供�(jié)�,同時還能提供齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈�、轉(zhuǎn)速波動等詳細(xì)指標(biāo)參數(shù),并可完成電�(jī)的各類正常工況和故障工況的仿真實�,包括起�、堵�(zhuǎn)、突加突減負(fù)�、突然短路等��
2)分?jǐn)?shù)槽技�(shù)�(yīng)用日益增�?
�?jǐn)?shù)槽繞組技�(shù)在永磁無刷電動機(jī)中的�(yīng)用已逐漸增多。如在電動自行車電機(jī)中采用三��40極�36�;Collmorgen公司Goldline系列交流伺服電機(jī)采用4��18��6極�24槽等;松下伺服電�(jī)采用6��9��8極�12槽等每極每相槽數(shù)q=1/2的分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)�(gòu)�
對于多極的無刷電動機(jī)采用�?jǐn)?shù)槽繞�,可以較少的定子槽數(shù)�(dá)到多槽能�(dá)到的效果。采用分?jǐn)?shù)槽繞組有以下�(yōu)點:
a)電機(jī)電樞槽數(shù)大為減少,有利于槽利用率的提��
b)較少�(shù)目的元件�(shù),可簡化嵌線工藝和接�,有助于降低成本�
c)有可能得到線圈節(jié)距y=1的設(shè)計(集中繞組�,便于采用自動繞線機(jī)繞制,提高工�;同時各個線圈端部沒有重�,不必設(shè)相間絕緣�
d)線圈周長和繞組端部縮�,電動機(jī)繞組電阻減小,銅損隨之也減低,提高了電動�(jī)的性能。采用分?jǐn)?shù)槽繞組的磁動勢諧波遠(yuǎn)大于整數(shù)槽繞�,如�10所示�
3)無�、無鐵心�(jié)�(gòu)電機(jī)
無鐵心無刷電動機(jī)的出�(xiàn)是采用新材料、新工藝的結(jié)果。電樞采用耐熱性能�(yōu)越的材料制成剛性整�,可以在高溫及高速情況下長期�(wěn)定運�;由于電樞無鐵心,電感小,完全消除了鐵心中的磁滯損耗和渦流損�,消除了由齒槽效�(yīng)帶來的轉(zhuǎn)矩波�,具有優(yōu)異的控制性能;運行效率高、溫升低、轉(zhuǎn)速范圍廣;電�(jī)的電樞中無齒槽且采用全塑封結(jié)�(gòu),負(fù)載動行時,噪聲及振動都很��
無鐵心無刷電�(jī)可采用軸向磁場結(jié)�(gòu)和徑向磁場結(jié)�(gòu)。軸向磁場結(jié)�(gòu)的電�(jī)電樞繞組徑向按一定規(guī)律分�,在專用模具中固化成�,電樞兩�(cè)均為盤狀�(zhuǎn)子體,轉(zhuǎn)子磁體為軸向磁化,兩�(cè)�(zhuǎn)子可同時布置永磁體磁極及�(zhuǎn)子軛,成雙勵磁轉(zhuǎn)子結(jié)�(gòu),也可一�(cè)布置永磁體磁極而另一�(cè)布置�(zhuǎn)子磁軛,成單勵磁�(zhuǎn)子結(jié)�(gòu)。徑向磁場結(jié)�(gòu)電機(jī)的電樞繞組軸向按一定規(guī)律分布成筒狀,其電樞�(nèi)、外圓處均為筒狀�(zhuǎn)子體,轉(zhuǎn)子磁極為徑向磁化,內(nèi)、外圓可同時布置永磁體磁極及�(zhuǎn)子軛,成雙勵磁轉(zhuǎn)子結(jié)�(gòu),也可在其中一個圓周上布置永磁體磁�,而另一圓周上只布置�(zhuǎn)子磁�,成單勵磁轉(zhuǎn)子結(jié)�(gòu)。徑向磁場結(jié)�(gòu)和軸向磁場結(jié)�(gòu)均可根據(jù)要求制造成�(nèi)�(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子結(jié)�(gòu)。圖11為徑向磁場結(jié)�(gòu)的無鐵心無刷電動�(jī)典型�(jié)�(gòu)�
典型盤式無刷電動�(jī)定子、轉(zhuǎn)子均為圓盤形,采用軸向氣隙磁�,可做成有鐵心和無鐵心兩種結(jié)�(gòu),定子繞組呈徑向分布�
無槽�(jié)�(gòu)無刷電動�(jī)消除了齒槽效�(yīng),具有轉(zhuǎn)矩波動小、運行平�(wěn)、噪聲低、電樞電感小、定位干擾力矩小等一系列�(yōu)�,成為很有發(fā)展前景的無刷電動�(jī)�
小直徑的電動�(jī),無槽結(jié)�(gòu)能獲得比有槽�(jié)�(gòu)更大的轉(zhuǎn)矩指�(biāo);在特殊條件�,例如要求電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率相對不大,對電動�(jī)的體積限制不�(yán),而對電動�(jī)的控制要求很高的情況�,采取無槽結(jié)�(gòu)會獲得好的效��
國內(nèi)無槽無刷電動�(jī)已有系列�(chǎn)�,功率范圍至30 kW,轉(zhuǎn)速可�(dá)20 000 r/min�
4)工藝不斷革�
在電�(jī)制造方�,通過對傳�(tǒng)工藝的不斷革�,出�(xiàn)了分割型定子鐵心�(jié)�(gòu)和連續(xù)繞線工藝方法。采用多極集中繞�,減少繞組端部長�,以適應(yīng)生產(chǎn)自動�,使�(chǎn)品向低成�、低價格方向�(fā)�。同時出�(xiàn)了適�(yīng)不同性能參數(shù)永磁材料的瓦型、環(huán)型表面粘接結(jié)�(gòu)和各種不同設(shè)計嵌入式磁體�(jié)�(gòu)等新的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)�(gòu)�?
對于節(jié)距y=1�?jǐn)?shù)槽設(shè)�,用專用繞線�(jī)直接繞制定子線圈,對于外�(zhuǎn)子結(jié)�(gòu)的電�(jī)比較方便,但對于�(nèi)�(zhuǎn)子結(jié)�(gòu)的電�(jī),特別是定子�(nèi)徑小的小功率電機(jī),就要困難得多了。為�,分割型定子鐵心�(jié)�(gòu)的構(gòu)思提出來了。一種新型定子鐵心結(jié)�(gòu),把定子鐵心每齒分割開來,可以在鐵心展開的狀�(tài)下繞制線�,以便隨時調(diào)整線�,實�(xiàn)�(guī)則繞�。繞圈繞制完成后,再把全部磁極對接成�,形成一個完整的定子。這時,電樞槽的利用率可達(dá)85%以上�
維庫電子�,電子知�,一查百��
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