ブラシレス DC モーターのモーター本体は、ケージ巻線とその始動装置がないことを除いて、永久磁石同期モーターと構造が似ています。 その固定子巻線は、単純な単相または三相以上の構造にすることができます。 電機子巻線の結線方法には、主にスター結線とデルタ結線があります。 電子整流回路には、一般にブリッジ型と非ブリッジ型があります。 、それらは多くのバリエーションで構成できます。 以下は、最も一般的な 2-2-3 相スター 6 ステート永久磁石ブラシレス DC モーターの動作原理の簡単な分析です。
三相2極ブラシレスDCモーターの構造
A、B、C は三相固定子巻線で、それぞれ電子スイッチ回路の電源スイッチング デバイス V1、V2、V3 に接続され、位置センサーのトラッキング ローターはモーターの回転軸に配置されます。 . VP1、VP2、および VP3 はブラシレス DC モーターの一端に均等に分散され、空間商で 120 度の差があります。 モーターシャフト上の回転遮光板の作用により、特定の光電子デバイスが光で照らされているかどうかに応じて、回転子の磁極の位置が決定されます。
ある瞬間に固定子巻線の A 相に通電すると、回転子の永久磁石によって生成された主磁場と電流が相互作用して電磁トルクが発生し、回転子が回転し、回転子磁石の位置が位置センサーを介した電気信号。 、次に電子スイッチ回路を制御して、固定子の各相巻線が順番にオンになり、固定子相電流が回転子位置の変化に伴って特定の順序で位相を変化させます。 このようにして、電子スイッチ回路の導通シーケンスをロータの回転角度と同期させて、機械的整流の効果を達成することができます。
ブラシレス DC モーターの数学的モデル
3 相 2 極ブラシレス DC モーター、インナーローター構造、ステーター巻線の星形接続、3 つのホール素子を 120 度の空間差で均等に配置。 同時に、モーターには次の特性があると想定されます。
（1）モーターの磁気回路は飽和せず、渦電流効果、ヒステリシス損失、電機子反作用は無視されます。
(2) コギングトルクの影響が少ない。
(3) 制御回路のパワーデバイスはすべて理想的なスイッチングデバイスです。
トルク式
DCモーターが通常の動作状態にある場合、電磁トルクは、電機子巻線が通電された後、導体と永久磁石の間の相互作用によって生成されるトルクを指します。 モーターが正常に動作している場合、巻線の 2 つの相が同時にオンになっているため、電磁電力 Pm は次のようになります。
午後=2エピソード
電流転流の影響を無視すると、モーターの電磁トルク Te は次のようになります。
Te= Pm/Wi/Np =2npEpIp/W1=2npψp Ip
この式で、Ep はブラシレス DC モーターの起電力のピーク値です。
Ip はモーターの電流ピーク値です。
Ψpはモーターの鎖交磁束のピーク値
式からわかるように、モーターの電磁トルクはピーク電流に比例します。
運動方程式
一般に、システムの運動方程式は
Te – TL – Zw=J*dw/dt
式中、Te と TL はモータの電磁トルクと負荷トルクです。
W はモーターの角速度です。
Z は粘性摩擦係数
J はモーター回転子の慣性モーメント
ブラシレス DC モーターの特性解析
始動特性
開始時、逆起電力がゼロであるため、電機子電流は次のようになります。
私=ウド-2△U/2R
この式で、Ud はモーターによってオンにされる 2 相巻線の線間電圧です。
△ U は制御回路の電力降下です。
R はモーター固定子巻線の内部抵抗
内部抵抗が小さいため、始動時に電機子電流が急激に増加するため、始動電磁トルクが大きく、始動が早く、負荷直下始動も可能です。 速度が増加すると、アーマチュアの反発により誘導起電力が増加し、モーターのトルクが減少し、加速速度も減少し、最終的に通常の動作状態になり、この時点で速度とアーマチュア電流が安定します。
モーターが無負荷で始動すると、速度と電機子電流の経時変化が図に示されます。
機械的性質
機械的特性とは、DC 電圧 Ud が一定の場合のモーターの速度と電磁石のトルクとの関係を指します。 ブラシレス DC モーターの機械特性式は次のとおりです。
n=15/ BlπR'W平方(U-RI-L dI/dt)
終了後、次を取得できます。
n=30/π* Kt Ud – 2RTe/Ke Kt
式中、Kt はモーターのトルク係数です。
Ke はモータの誘導起電力係数
Ud は線間電圧
回転速度と電磁トルクの間に線形関係があることがわかります。 ただし、実際の操作プロセスでは、電磁トルクが大きくなると、アーマチュアの反作用により一定の減磁効果が生じます。 同時に、制御回路を駆動するパワーデバイスの非線形性を考慮すると、モーターの機械的特性曲線の端は下向きに曲がります。 .
ブラシレス DC モーターの機械的特性曲線を図に示します。
調整特性
レギュレーション特性とは、モータの電磁トルクが一定のときの、モータの速度と印加電圧との関係の変化を指します。 ブラシレス DC モータが安定状態にあるとき、制御回路を駆動するパワー素子の損失を無視すると、次の関係があります。
ウド=ライ+π/30*ケン
KTI-TL=π/30Zn
次に、速度と電圧の関係は
N=30/30 KTKe プラス πraZ*(KT Ud –ra –TL)
したがって、異なる電磁トルク Te の下で Ud とともに変化するブラシレス DC モータの速度の曲線を得ることができます。 Te1<><><>
ブラシレスDCモータは制御性能が良いのですが、Udが小さいと電磁トルクも小さく、電磁トルクも小さく、負荷トルクを抑えきれず、モータを起動できないため、モータの回転速度が遅くなります。ゼロになり、Ud が増加すると、ゲート ライン電圧を超えると、モーターが始動し始め、徐々に定常状態になります。 Ud が大きいほど速度も大きくなります。 同時に、摩擦の存在により調整特性が原点を通らない。
