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    微型直流電機知識要點

    一、無刷直流電機
    1.無刷直流電機的調速及控制方式
    (1)外部模擬信號控制;
    (2)脈沖頻率控制;
    (3)內置電位器調速控制或外接電位器控制;
    (4)PWM控制。
    2.調速原理
    在無刷直流電機應用中直流電機的調速方式大多是脈寬調速,就是供電電壓的脈沖電壓,當脈沖最寬時功率就變大,轉速也就變快,反之脈寬減小時,功率和轉速也會降低。//注:這里的脈沖寬度并非脈沖頻率,脈沖寬是指高電平的時間長了,低電平時間短了,脈沖的頻率并沒有變化。這個脈寬調制并非直接調節直流電機的轉速,而是通過改變直流電機的功率或扭矩來進行轉速調整。
    3.無刷直流電機極數判斷方法
    假如用的驅動器是CD系列,可以用ZERO命令來操控,使驅動器電流從定子繞組的C端流進然后從B端流出,這樣就會產生一個極數與轉子磁場極數一樣的定子磁場,這樣可以用IZERO設定磁場的強弱度,我們把它設定為IZERO=5,然后緩慢地將轉子轉動一圈,轉子的磁極對準定子的磁極時,就會有一次停頓,按照停頓的次數便可判斷直流電機的極數。
    4.無刷直流電機位置速度實時信息獲取方法
    通過霍爾元件或者碼盤來獲取直流電機的位置及速度信號,或者用反電動勢過零檢測法、三次諧波分析法及Kalman預測法都可以。
    二、步進電機
    1.步進電機驅動器直流供電電流確定方法
    (1)電壓確定
    步進電機驅動器的供電電壓范圍比較寬,電流電壓都是依據直流電機的工作轉速與響應來選擇,如果直流電機的轉速較快或響應要求較快,那電壓取值也就高。注:電源電壓的波紋不得超過驅動器的最大輸入電壓,不然會損壞驅動器;
    (2)電流確定
    供電電流通過驅動器輸出相電流I確定,假如是線性電源,一般取I的1.1-1.3倍,開關電源的話取1.5-2倍。
    2.步進電機高于一定速度便無法啟動
    這和直流電機的空載啟動頻率參數相關,如果是脈沖頻率高于這個參數值,直流電機就無法正常啟動了,便會產生堵轉現象。在有負載的時候,啟動頻率應該降到更低,假如是要直流電機高速轉動,這個脈沖頻率必須要有加速過程,啟動頻率要低,然后按一定加速升到需要轉速(與汽車提速差不多,不可能一啟動就是100碼)。

    370微電機
    三、有刷直流電機
    1.有刷直流電機調壓變速
    有刷直流電機也是天孚電機的主要微型電機產品,對于有刷直流電機,如改變供電電壓就能改變轉子線圈的電流,然后再改變定子磁場受到的安培力,最后使有刷直流電機的轉子轉矩產生變化,直流電機的轉速隨著轉矩的增加升高,反之隨著轉矩的減小降低。這種情況就是調壓變速了。
    2.有刷直流電機電樞旋轉磁場產生原理
    有刷直流電機可以不需要外部控制器可產生電樞旋轉磁場,在微型直流電機殼體上有一對180°的電刷,電刷通過換向器的金屬板將電流引導到電樞的線圈上,每個金屬板覆蓋電樞。當微型電機運轉的時候,電源、電刷、換向器金屬板與兩個電機繞組之間的電流回路每半圈就會自動切換一次。
    電樞的磁場與轉子的磁場相互作用,轉子的磁場可以通過電機本體上的固定線圈產生,也可以通過永磁體產生。當轉子轉動時,其磁場方向也要反轉,從而電機保持轉動,因為線圈產生的磁場的方向是一直切換的,并且被外部線圈或永磁體產生的磁場吸引/排斥。

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