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电机的11个常用知识点

电机的11个常用知识点

01

BLDC无刷直流电机调速控制方式有哪些方法

1.外部模拟信号调速控制;
2.脉冲频率调速控制;
3.PWM调速控制;
4.内置电位器调速控制;
5.外接电位器调速。

02

无刷直流电机调速种类和原理是什么

直流电机调速一般采用脉冲宽度调制。

即供电电压是宽度可调的脉冲电压。当脉冲最宽时,相当于直流电,功率最大,转速最高。脉冲宽度减小时,相当于直流电电压降低,功率及转速降低。

脉宽调制(PWM)是调整脉冲的宽度而不是频率。“脉冲宽了”指的是高电平时间长了,低电平时间短了,脉冲频率并没有变。脉宽调制并不是直接调整电机的速度,而是改变电机的功率或扭矩。扭矩大了,换向加快,转速就提高了。

03

怎样将直流无刷电机的旋转运动转化为直线运动

利用加丝杠,加一个编码器,形成闭环控制,如果一般定位使用,可以考虑使用步进电机,伺服电机也可以。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲。这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。

04

直流无刷电机的极数怎么判断

1.如果使用CD系列驱动器,可以用ZERO命令(转子置零位),使能驱动器,电流从定子统组的C端流进,从B端流出,产生一个极数与转子磁场极数一样的定子磁场,该磁场的强弱可用IZERO设定。设定IZERO=5(电机连续电流的5%),用手缓慢的转动转子一圈,每当转子的磁极对准定子的磁极(同性或异性),便有一次停顿。如果转子转动圈有2p次停顿,则该电机的极数为2p。

2.果使用没有转子置零位命令的驱动器,如S600/S300,可将驱动器设置为串行电流模式。

用电流指令T<i>,给定一小电流,不足以使转子转动。用手缓慢的转动转子一圈,每当转子的磁极对准定子的磁极(同性或异性),便有一次停顿 。如果转子转动一圈有2p次停顿,则该电机的极数为2p。设定正确的电动机极数对驱动器的运行相当重要。

05

改善无刷直流电机低速的方法

由于无刷直流电机在低速运行时,所测量的反电动势太小,此时需要考虑到二极管的正向压降造成反电动势的电压偏移,其将产生不平均分布的过零点。在此提出低速时的反电动势检测改善方法,在低速时可以使用一个前置补偿电路去改善反电动势检测效果。

06

获得无刷直流电机位置或速度的实时信息的方法

1.依靠霍耳元件或者码盘来获得位置、速度信号。

缺点:增加了器件成本,在无法加装传感器的时候无效。

2.无传感器(Sensorless)方法,现在主要有反电动势过零检测法、三次谐波分析法以及Kalman预测法。

缺点:局限于反电动势为梯形的BLDCM,而且有的需要加装特别的外部电路,在一些场合下无法实现:有的算法复杂,会造成较大的实时误差。

07

如何确定步进电机驱动器的直流供电电源

A.电压的确定

混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围(比如IM483的供电电压为12~48VDC),电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快,那么电压取值也高,但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压,否则可能损坏驱动器。

B.电流的确定

供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源,电源电流一般可取I的1.1~1.3倍;如果采用开关电源,电源电流一般可取I 的1.5~2.0倍。

08

四相混合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接法有什么区别

四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动,因此,连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。

串联接法一般在电机转速较的场合使用,此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍,因而电机发热小;并联接法一般在电机转速较高的场合使用(又称高速接法),所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍,因而电机发热较大。

09

为什么步进电机低速时可以正常运转,

但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声

步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。

10

有刷直流电机的调压变速

对于有刷直流电机来说,改变其供电电压,就会改变转子线圈中的电流从而改变在定子磁场中所受到的安培力,使转子的转矩发生变化,电机的转速随着转矩的增加而升高,随着转矩的减小而降低。这种方式称为调压变速。

11

有刷电机是如何产生使其电枢旋转所需的旋转磁场,而无需外部控制器的呢

是电机自己完成这项工作的。在电机壳体上有一对180°分开的电刷,这对电刷通过两个换向器触点(金属板)将施加的电流引导到电枢线圈上; 每个金属板覆盖近180°的电枢。当电机转动时,电源,电刷,换向器金属板和两个电机线圈(绕组)之间的电流回路每转半圈就自动切换一次。电枢的磁场与转子的磁场相互作用,转子的磁场可以通过电机本体上的固定线圈产生,也可以通过永磁体产生。当转子转动时,其磁场方向也要反转,从而电机保持转动,因为线圈产生的磁场的方向是一直切换的,并且被外部线圈或永磁体产生的磁场吸引/排斥。

资料来源自网络

图解传感器/电机电器/机电一体化电子学入门
详细介绍各种直流电机的控制技术
动图解析,无刷电机与有刷电机的区别
资料:无刷直流 (BLDC) 电机基础(中英)



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