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美国MOOG无刷直流电机BMS09结构与特性
发布时间:2019-01-10   点击次数:246次

美国MOOG无刷直流电机BMS09结构与特性

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无刷直流电机的电机本体在结构上与看永磁同步电机类似,只是没笼型绕组和它的启动装置。它的定子绕组可以是简单的单相,也可以使三相以上的结构,电枢绕组的连接方式主要有星形和三角形连接两种,电子换相电路一般有桥式和非桥式两种,它们可以组成很多变化形式。下面就是常见的两两三相星形六状态永磁无刷直流电机的工作原理简单分析。美国MOOG无刷直流电机BMS09结构与特性
三相两极无刷直流电机的结构
A、B、C为三相定子绕组,分别与电子开关线路中的功率开关器件V1,V2,V3相连接,电动机的转轴上安放着位置传感器的跟踪转子。VP1、VP2和VP3在空间商相差120度均匀分布在无刷直流电机的一端,通过电机转轴上的旋转遮光板的作用,根据某一光电器件是否被光线照射来 此时转子磁极的位置。
假使某一时刻,定子绕组的A相通电,该电流与转子上的永磁体所产生的主磁场相互作用而产生电磁转矩,从而转子旋转,转子磁钢的位置同通过位置传感器变成电信号,然后去控制电子开关线路,这样定子的各相绕组会依次导通,定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。这样,电子开关线路的导通次序能够和转子转角同步,达到机械换向得效果。
无刷直流电机的数学模型
三相两极无刷直流电机,内转子结构,定子绕组星形连接,同时3个霍尔元件在空间上相差120度均匀分布。同时,假设电机有如下特性:
(1) 电机的磁路没有饱和,忽略涡流效应、磁滞损耗和电枢反应;
(2) 不及齿槽转矩的影响;
(3) 控制电路中的功率器件均为理想开关器件。
电压方程
在以上假设成立的前提下,电机定子每相绕组的相电压和电阻上的压降和绕组的感应电势组成,定子电压的平衡方程为
式中,ea 、eb、ec分别为定子各相的反电动势;
ia、ib、ic分别为定子各相的电流;
Ua、Ub、Uc分别为定子各相的电压
Ra、Rb、Rc 分别为定子各相的绕组电阻
La、Lb、Lc 分别为定子各相的绕组电感
Lab、 Lac、 Lba、 Lbc、 Lca 、Lcb 分别为定子各相绕组的互感。
由于无刷直流电机的转子式永磁体,假设它的三相绕组相互对称,同时忽略阻间的影响,即绕组间的互感为常数,则可以得到La=Lb=Lc, Ra=-Rb=Rc=R,
Lab= Lac= Lba= Lbc= Lca =Lcb=M。此时可以写成
而ia、ib、ic=0,整理得
式中L=Ls-M
反电动势方程
在物理学中,单根导体切割磁场中的磁力线所产生的电动势e为
e=Blv
式中,B为磁场强度;
L为导体在磁场中的运动时的有效长度
V为导体中的垂直磁场方向上的线速度
在无刷直流电机中,转速n与v如下的关系
V=2πR′n/60
式中, R′为绕组旋转半径。
假设绕组的每个相匝数为Wф,由于每组绕组有两根导体,则每相绕组的感应电动势为:
Eф=2eWф
综合上述公司,则得到转速n与感应电动势Eф的关系式为:
Eф则=BlπR′Wф /15*n
转矩方程
当直流电机处于正常工作状态时,电磁转矩是指电枢绕组通电后,导体与永磁体相互作用产生的转矩。当电机正常工作时,绕组有两相保持同时导通,所以电磁功率Pm为:
Pm=2EpIp
不计电流换相的影响,则电机的电磁转矩Te 为:
Te= Pm/Wi/Np =2npEpIp/W1=2npψp Ip
式中,Ep为无刷直流电机的电动势峰值;
Ip为电机的电流峰值
Ψp为电机的电磁磁链的峰值
由公式可以看出,电机的电磁转矩和峰值电流成正比
运动方程
一般情况下,系统的运动方程为
Te – TL –Zw=J*dw/dt
式中,Te、TL为电机的电磁转矩和负载转矩
W为电机的角速度;
Z为粘滞摩擦系数
J为电机转子的转动惯量
无刷直流电机的特性分析
起动特性
起动时,由于反电动势为零,因此电枢电流为:
I=Ud -2△U/2R
式中,Ud为电机导通的两相绕组的线电压;
△ U为控制电路中的功率压降;
R为电机定子绕组的内阻
由于内阻较小,起动时电枢电流迅速增加,所以起动电磁转矩很大,可以迅速启动,还可以在负载状态下直接启动。当转速变大时,电枢反感使感应电动势变大,电机的转矩减小,加速转速也随之减小,后进入正常的工作状态,此时转速和电枢电流稳定。
当电机空载启动时,转速和电枢电流随时间的变化曲线如图
机械特性
机械特性是指在直流电压Ud不变时,电机的转速和电磁的转矩之间的关系,则无刷直流电机的机械特性方程式为:
n=15/ BlπR′Wф方(U-RI-L dI/dt)
整理后可得:
n=30/π* Kt Ud – 2RTe/Ke Kt
式中,Kt为电机的转矩系数
Ke系为电机的感应电动势系数
Ud为线电压
可以看出,转速和电磁转矩之间呈线性关系。但在实际运行过程中,当电磁转矩变大时,电枢反应会产生一定的去磁作用,同时考虑到驱动控制电路的功率器件具有非线性,所以电机的机械特性曲线末端会向下弯曲。
无刷直流电机的机械特性曲线。
美国MOOG无刷直流电机BMS09结构与特性
调节特性
调节特性是指在电机的电磁转矩恒定时,电机的转速和外加电压之间的变化关系。当无刷直流电机处于稳定状态时,忽略驱动控制电路的功率器件的损耗,有如下的关系
Ud=raI +π/30*Ken
KTI-TL=π/30Zn
则转速和电压的关系为
N=30/30 KTKe+πraZ*(KT Ud –ra –TL)
由此,可以得到在不同的电磁转矩Te下,无刷直流电机的转速随着Ud变化的曲线,Te1< Te21< Te3< Te4
无刷直流电机有着良好的控制性能,但是当Ud较小时,电磁转矩也较小,电磁转矩也较小,无法克制负载转矩,电机不能启动,所以电机的转速为零,当Ud增加到超过门线电压时,电机开始启动并逐渐运行至稳态,当Ud越大,转速也越大。同时由于摩擦力的存在,所以调节特性不会经过原点。
无槽无刷直流电机为近零振动提供零制动转矩。BMS09采用SmCo磁铁和不锈钢外壳,是电机必须承受高压灭菌条件的医疗应用的理想选择。利用NdFeB磁铁,BSS09以更低的成本和更高的扭矩提供的价值。两种型号均有两种标准长度,带有三种标准绕组代码。
可根据要求提供定制配置。此外,我们还提供各种电气选项,以满足广泛的商业和工业操作规范。
可靠的操作
紧凑型无槽电机非常适合要求率,高速度,低声学噪声和零制动转矩的应用。典型选项包括霍尔效应反馈或无传感器。
无槽无刷直流电机
无槽无刷直流电机为近零振动提供零制动转矩。BMS09采用SmCo磁铁和不锈钢外壳,是电机必须承受高压灭菌条件的医疗应用的理想选择。利用NdFeB磁铁,BSS09以更低的成本和更高的扭矩提供的价值。两种型号均有两种标准长度,带有三种标准绕组代码。可根据要求提供定制配置。此外,我们还提供各种电气选项,以满足广泛的商业和工业操作规范。
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紧凑型无槽电机非常适合要求率,高速度,低声学噪声和零制动转矩的应用。典型选项包括霍尔效应反馈或无传感器。
有关穆格无槽电机如何根据您的具体应用进行定制的更多信息,请联系我们的应用工程师。
特征
稀土磁铁,用于高功率密度
近零振动的零制动转矩
设计紧凑
提供霍尔器件换向或无传感器
BMS和BSS型号有两种标准电机长度(可定制长度)
定制绕组可用

高速运转
声学噪音低
BMS模型设计用于1,000个高压灭菌循
BSS模型专为工业应用而设计
标准电机转速高达42,000rpm(对于高速应用,高转速为100,000rpm)
典型应用
医疗设备-手持设备,钻头和锯
机器人系统
测试和测量设备
水泵
扫描仪
数据存储
半导体处理
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分享MOOG伺服阀常用型号:
moog伺服阀072-202-10
moog伺服阀D634-319E
moog伺服阀D661-4539C
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MOOG伺服阀G761-303B
MOOG伺服阀G761-3033B
无刷直流电动机是指一种用电子换向的小功率直流电动机,又称无换向器电动机、无整流子直流电动机。在结构上相当于一台反装式直流电动机,它的电枢放置在定子上,转子为永磁体。它的电枢绕组为多相绕组,一般为三相,可接成星形或三角形。各相绕组分别与电子换向器电路中的晶体管开关连接。
在无刷直流电动机的转子轴上装有转子位置检测器、测速发电机和光电脉冲编码器。转子位置检测器的输出信号控制电子换向器,实现对电动机的换向,即电子换向器中的晶体管的导通与截止由转子位置检测器的输出信号决定。测速发电机的输出信号用于速度反馈。而光电脉冲编码器的信号送入CNC装置。用于位置反馈。转子位置检测器有多种类型,但其输出信号的波形均为三路方波。
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