為了便于分析，我們先討論有刷直流電動機的正反轉(zhuǎn)問題。
圖1．34給出了有刷直流永磁電動機正反轉(zhuǎn)的原理。在圖1．34(a)中，根據(jù)磁極下電樞電流的分布，由比奧·薩乏定律可知，電樞將按順時針方向轉(zhuǎn)動。如果改變電樞電流的方向，使其產(chǎn)生的電樞磁場與圖1．34(a)中的方向相反，即轉(zhuǎn)過去180°電角度，如圖1．34(b)所示，則電樞將按逆時針方向轉(zhuǎn)動。若保持圖1．34(b)中的電樞電流的方向不變，而把定子磁場旋轉(zhuǎn)180°電角度，如圖l_34(c)所示，則電樞又將按照順時針方向轉(zhuǎn)動。
從上面的分析，可以得出這樣的結論：對于有刷直流永磁電動機而言，定轉(zhuǎn)子磁場中，只要有一個磁場，而且只能有一個磁場相對其原磁場的方向旋轉(zhuǎn)180°電角度，則電動機就改變其轉(zhuǎn)動方向；若定轉(zhuǎn)子磁場同時旋轉(zhuǎn)180°電角度，則電動機的轉(zhuǎn)動方向不變。所以，在有刷直流永磁電動機中，改變電源電壓的極性，就可以改變電樞電流的方向，從而改變其轉(zhuǎn)動方向，實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其實際接線如圖1．35所示。
無刷直流永磁電動機的正反轉(zhuǎn)不能通過改變電源電壓的極性來實現(xiàn)，然而它正反轉(zhuǎn)的原理與有刷直流永磁電動機是一樣的。圖1 36表示了在旋轉(zhuǎn)過程中，一臺四相星形無刷直流永磁電動機定轉(zhuǎn)子磁場之間的相互關系。每相繞組導通角為90°電角度，其相應的驅(qū)動信號如圖1．37所示。
在圖1．36中，我們可以看到1)當t=tl時，u相繞組通電，電流方向和轉(zhuǎn)子永磁體的位置如圖1 36(a)中狀態(tài)所示，永磁體轉(zhuǎn)子按順時針方向轉(zhuǎn)動。如果此時換成W相繞組通電，則定子磁場就相對(a)狀態(tài)旋轉(zhuǎn)過180°電角度，如圖1．36(a1)中狀態(tài)所示，永磁體轉(zhuǎn)子便逆時針方向轉(zhuǎn)動。
2)當t=t3時，v相繞組通電，永磁體轉(zhuǎn)子按順時針方向轉(zhuǎn)動，如圖1．36(b)中狀態(tài)所示。如果此時換成x相繞組通電，則定子磁場就相對(b)狀態(tài)旋轉(zhuǎn)過180°電角度，如圖1．36(b′)中狀態(tài)所示，轉(zhuǎn)子便按逆時針方向轉(zhuǎn)動。
3)當t=t3時，w相繞組通電，永磁體轉(zhuǎn)子按順時針方向轉(zhuǎn)動，如圖1．36(c)中狀態(tài)所示。如果此時換成u相繞組通電，則定子磁場就相對如圖1．36(c)狀態(tài)旋轉(zhuǎn)過180°電角度，如圖1 36(c′)中狀態(tài)所示，轉(zhuǎn)子便按逆時針方向轉(zhuǎn)動。
4)當t=t4時，x相繞組通電，永磁體轉(zhuǎn)子按順時針方向轉(zhuǎn)動，如圖1 36(d)中狀態(tài)所示。如果此時換成V相繞組通電，則定子磁場就相對如圖1．36(d)狀態(tài)旋轉(zhuǎn)過1800電角度，如圖1．36(d′)中狀態(tài)所示，轉(zhuǎn)子便逆時針方向轉(zhuǎn)動。
由上面的分析可以看到：當無刷直流永磁電動機電樞繞組的通電狀態(tài)按(a) (b)(c)一(d) (a)順序連續(xù)變化時，永磁體轉(zhuǎn)子便按順時針方向轉(zhuǎn)動；如果電樞繞組的通電狀態(tài)按(a′) (b′) (c′)一(d′)一(a′)順序連續(xù)變化時，則永磁體轉(zhuǎn)子就按逆時針方向轉(zhuǎn)動。比較狀態(tài)(a)和(a′)，(b)和(b′)，(c)和(c′)，(d)和(d′)，可以發(fā)現(xiàn)它們之間的差別僅在于反轉(zhuǎn)電動機的定子磁場與正轉(zhuǎn)電動機的定子磁場之間相差180°電角度。這與有刷直流永磁電動機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的原理是一致的。
那么，怎樣來實現(xiàn)狀態(tài)(a)到(a。)，(b)到(b’)，(c)到(c’)，(d)到(d。)的轉(zhuǎn)換呢?電動機電樞繞組的通電是借助驅(qū)動信號來控制的，當電動機按順時針方向轉(zhuǎn)動時，其相繞組u，、V、W、x分別與驅(qū)動信號uu、uV、uW一uX一對應，我們只要在本應是u相繞組通電的轉(zhuǎn)子位置上，不讓u相繞組通電，而讓w相繞組通電，也就是在此刻把驅(qū)動信號UU去驅(qū)動w相繞組，使w相繞組通電，便實現(xiàn)了由狀態(tài)(a)到(a′）的切換。同理，把uv去驅(qū)動x相繞組，使x相繞組通電；把uw去驅(qū)動u相繞組，使u相繞組通電；把uv去驅(qū)動v相繞組，使v相繞組通電。采用接觸式或無接觸式聯(lián)動開關就可以同時完成(a)到(d)、(b)到(b′)、(c)到(c′)、(d)到(d′)的切換，從而實現(xiàn)了電動機由順時針方向轉(zhuǎn)動到逆時針方向轉(zhuǎn)動的變換。圖1-38是它的原理圖，圖中方塊1為聯(lián)動開關。
|
