无刷直流电动机运行原理

调速的基本原理1
2005/1/1
逻 辑 霍 尔
线 性 霍 尔
霍尔的基本工作原理
调速的基本原理2
2005/1/1
V
PWM 电 压
d
电机直流供电电压
T
T
调压调速模式
霍尔转把 调速把手
有刷控制器系统框图
2005/1/1
PWM生成/ 调制电路
预驱动电路
2E72G A
2E72G SSAC
功率输出电路
直流有刷电机
M
2E72G SSAC
电池组 供电电路
电流采样
有刷控制器典型应用图1
2005/1/1
2005/1/1
1+1智能有刷控制器典型应用图2
霍尔转把 调速把手
2E72G SSAC
电池组 供电电路
无刷控制器系统框图
2005/1/1
PWM生成/ 调制电路
预驱动电路
2E72G A
2E72G SSAC
2E72G SSAC
控制 电路
功率驱 动
Rotor: Winding
M Stator: Winding
No position signal feedback/无位置信号反馈
Sine wave
2001/6/14
有刷直流电机的工作原理1
2005/1/1
电机转动的要素： 1、正交磁场 2、旋转磁场 3、换相机构（机械换相）
控制 电路
功率驱 动
Stator: Winding
M Rotor: Magnet
Brush and commutator
Hall sensor brushless DC motor/无刷电机
（带霍尔位置传感器）
控制 电路
功率驱
动
M
Position signal/位置信号
Rotor: Magnet Stator: Winding Hall sensor
2005/1/1
电动车电气控制的主要任务
电动车电气控制的主要任务
2005/1/1
电动车电气控制的主要任务
• 动力控制、管理(电池/控制器/电机/调速装置) • 照明/指示灯(转向灯/刹车灯)控制、管理 • 仪表控制、管理
系统图片
2005/1/1
电机的种类及控制方法
2005/1/1
Brushed DC motor/有刷电 机
: Winding/ Coil
U W
U W
V
V
U W
V
U W
V
U W
V
U W
V
无刷电机的电气连接
2005/1/1
Y形连接
形连接
2005/1/1
电动车控制器的主要任务/基本要求/工作原理
主要任务： • 驱动电机(向电机提供动力) • 控制电机的转速(调速) • 提供辅助性功能：
速度信号/电量信号/过流信号巡航控制/指示 /…… 基本要求: • 额定工作电压(24V/36V/48V) • 过流控制(限流—保护电机/电池/控制器) • 限速控制(安全要求) • 电池低电压保护(保护电池)_ • 刹车断电(安全要求)…..
2000/11/21
2005/1/1
无刷电机的译码/驱动时序图1（带位置传感器/120度相位）
U1, V1, W1, _U1, _V1, _W1
DC U, V, W
控制
功率驱动
M
电路
PDU, PDV, PDW
: Driving voltage of U, V, W : Terminal voltage of U, V, W by Induced electromotive force
2001/8/10
无刷控制器的译码及驱动
2005/1/1
无刷电机控制器的译码及驱动
Hall sensor brushless DC motor/无刷电机 （带霍尔位置传感器） Sensorless brushless DC motor/无刷电机 （无位置传感器）
Brush N
N
S S
(3)
N
N
S S+
(2)
(4)
N
N
S
S
N
N
S
S
2001/5/25
无刷直流电机的工作原理1
2005/1/1
电机转动的要素： 1、正交磁场 2、旋转磁场 3、换相机构（电子换相）
无刷直流电机的工作原理2
2005/1/1
A+
B+
C+
VDC
A-
B-
C-
A
B’
C’
N
S
C
B
A’
无刷直流电机的工作原理3
2005/1/1
转子位置检测 2 -- Sensorless BLDC
(1)
OFF V
(2)
OFF
(3)
Vdc
*
S Vdc U
*
*
N W Vdc
Gnd
*
S N S
*
*
N OFF
Gnd
*S *
*
N
Gnd
U V W
0
(1) (2) (3)
Vdc Off Gnd
60
120
180
240
300
360
* : Connected inside the motor
270
330
V
PDV
*
来自百度文库
PDW
*
U
W
*
PDU
* : Connected inside the motor
: Hall sensor
: Driving voltage of U, V, W : Terminal voltage of U, V, W by Induced electromotive force
2005/1/1
有刷直流电机的工作原理2
a f
N
S
T Ia
2005/1/1
有刷直流电机的工作原理3
Rotor (Armature) Windings
Brush
Commutator
Ia Armature Current
2005/1/1
有刷直流电机的工作原理4
有电刷和换向器，机械方式换相
(1)
Commutator
Rectangular wave
Sensorless brushless DC motor/无刷电机
（无位置传感器）
控制 电路
功率驱 动
M
.
Position signal/位置信号
Rotor: Magnet Stator: Winding
Rectangular wave
AC induction motor (V/ f control)/交流电 机
2005/1/1
A
B’ C’
N
S
C
B
A’
A
B’ C’
N
T
S
C
B
A’
2005/1/1
无刷直流电机工作原理4
x
A
a
c C
b
y
α
2
z
B
HV
HU
U
HW 无 换 向 器 电 机 的 直 流 电 动 机 模 型
V
M
霍尔传感器
W
2001/8/1
无刷直流电机工作原理5
2005/1/1
有转子位置检测，电子开关换相
译码电路
三相桥电路
三相直流无刷电机
M
电流采样
位置信号反馈
转子位置检测1
2005/1/1
Vdc
U
Off
Gnd
V
W
Hall sensor output
PDU PDV PDW
Position signal from U, V, W
PDU ' PDV ' PDW '
30 2001/8/20
90
150
210