一、基本組成
無刷直流電動機主要由電動機本體、電子開關線路和轉子位置傳感器三部分組成．如圖6 1所示，其中直流電源通過電子開關線路向電動機的定子繞組供電，位置傳感器檢測電動機的轉子位置，并提供信號控制電子開關線路中相應的功率開關器件，使之按照一定的規(guī)律導通和關斷，從而控制電動機的轉動。
1．電動機本體
無刷直流電動機的本體是一臺永磁電機，其結構與永磁同步電動機相似。轉子是由永磁材料制成的具有一定極數的永磁體，主要有表面式和內嵌式兩種，如圖6-2所示。表面式相當于圖5 2(a)所示的徑向磁路結構，內嵌式相當于圖5 2(b)所示的切向磁路結構，只是這里不再需要裝設用于起動的籠型繞組；定子是電動機的電樞，定子鐵心中安放著對稱的多相繞組，各相繞組分別與電子開關線路中的相應開關器件相連接。匿6 3所示為五相無刷直流電動機的定、轉子結構。
2．電子開關線路
、 電子開關線路實際上是一個電壓型的逆變器．其作用就是根據轉子位置信號適時地給相應的定子繞組通電。電子開關線路有半橋式[見圖6—4(a)、(b)]和橋式[見圖6—4(c)、(d)、(e)兩種若按定子繞組相數來分,又可分為三相、四相、五相等。其中，應用最多的還是三相星形橋式逆變電路[見圖6-4(c)]。
3轉子位置傳感器
位置傳感器也是無刷直流電動機的重要組成部分，其作用是檢測轉子磁場相對于定子各相繞組的位置·以確定各相繞組導通和關斷的順序。它有多種結構形式，常見的有電磁式、光電式和霍爾元件式，其基本原理可參閱有關檢測技術的書籍。
二、t作原理
與普通結構的永磁直流電動機不同，在無刷直流電動機中，電樞繞組放置在定子上．永磁體則放置在轉子上。定子各相電樞繞組相對于轉子永磁體的位置，由轉子位置傳感器通過電子方式或電磁方式感知，并利用其輸出信號，通過電子開關線路，按照一定的邏輯程序去驅動與電樞繞組相連接的電力電子開關器件，把電流導通到相應的電樞繞組。隨著轉子的連續(xù)旋轉，位置傳感器不斷地發(fā)送轉子位置信號，使電樞繞組不斷地依次通電，不斷地改變通電狀態(tài)-從而使得轉子各磁極下電樞導體中流過電流的方向始終不變。這就是無刷直流電動機電子換向的實質。
下面就以三相導通三相星形六狀態(tài)的無刷直流電動機(見圖6-5)為例，進一步說明無刷直流電動機的工作原理。
所謂三相導通-就是每一時刻總有三個開關器件導通．但必須保證同一橋臂上、下兩管不能同時導通，這就意味著正常情況下三相定子繞組總有電流流過。設“＋”表示對應相的上橋臂開關器件導通，“一”表示對應相的下橋臂開關器件導通，三相繞組的通電順序依次
子永磁體磁動勢，θ為轉子永磁體旋轉角度(磁極位置角)。當永磁體位于起始位置時，a、c兩相繞組通入電流，而b相繞組流出電流，此時電流流通的路徑為
電源正極一v1管和v5管一a相和c相繞組一b相繞組一v6管一電源負極
fs和fn相互作用，使轉子逆時針旋轉。
當轉子逆時針旋轉π／3到達該狀態(tài)終止位置時。與c相繞組相連的v5管關斷．而v2管導通，開始進入“a—b—c”通電狀態(tài)，如圖6-6(b)所示．此時電流流通的路徑為
電源正極→v1管→a相繞組→b相和c相繞組→v6管和v2管→電源負極
fs和fn相互作用，使轉子繼續(xù)逆時針旋轉。
依此下去，將有六種狀態(tài)循環(huán)往復，圖6—6所示為無刷直流電動機的工作原理。
從表6 1可以看出，在一個周期內電動機共有六個通電狀態(tài)。每個狀態(tài)都是三相同時導通，每次換向都只有一個開關器件的狀態(tài)發(fā)生改變，而每個開關器件持續(xù)導通的角度均為180°電角度。
綜合以上分析可以看出，無刷直流電動機通過檢測轉子磁極的若干位置，來決定定子側逆變電路開關器件的通斷時刻．從而保證定子合成磁動勢在平均意義上與轉子永磁體磁動勢同步，這也是無刷直流電動機有“同步電動機”之稱的一個重要原因。顯然，無刷直流電動機定子合成磁動勢所產生的是一種跳躍式的旋轉磁場，因此相應的電磁轉矩必然存在一定的脈動。
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