一种直流无刷电机速度调节方法技术

技术编号:14382884 阅读:159 留言:0更新日期:2017-01-10 10:26
本发明专利技术公开了一种直流无刷电机速度调节方法,当电机转子磁极的前沿边进入定子绕组槽中心位置或转子磁极后沿边退出定子槽中心位置之前,提前接通或关断定子绕组,提前量与电机的转速成正比,在基速以上的恒功率调速时,较高的转速对应于较大的提前量,其极限值为半个齿距。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机的速度调节方法,尤其是直流无刷电机的速度调节。
技术介绍
目前因为永磁电机靠永磁体来产生磁场,该磁场是恒定的,要改变其大小比较困难。因此长期以来直流无刷直流电机一直被认为只能进行基速(额定转速)以下的恒转矩调速,而不能进行基速以上的恒功率调速。
技术实现思路
本专利技术的目的是为直流无刷直流电机提供一种既行之有效又实用方便的基速以上的恒功率调速方法,以扩大电机的调速范围和应用场合。提高电机的工作效率和运行性能。本专利技术公开了一种直流无刷电机速度调节方法,当电机转子磁极的前沿边进入定子绕组槽中心位置或转子磁极后沿边退出定子槽中心位置之前,提前接通或关断定子绕组。符合本专利技术的直流无刷电机速度调节方法,在电机转子磁极前沿边进入定子绕组槽中心位置之前,提前接通该相绕组使绕组通电,其提前量应控制在半个齿距范围内。符合本专利技术的直流无刷电机速度调节方法,在电机转子磁极后沿边退出定子绕组槽中心位置之前,提前关断该相绕组使绕组断电,其提前量应控制在半个齿距范围内。符合本专利技术的直流无刷电机速度调节方法,提前量与电机的转速成正比,在基速以上的恒功率调速时,较高的转速对应于较大的提前量,其极限值为半个齿距。本专利技术与现有技术比较具有如下优点:1.绕组提前导通,将通电区内反电势中的“电感电势”和“运动电势”两个分量分离。这样在同样的外施电压下提高了电机的转速,起到了调速的效果,克服了传统通电方式下永磁电机只能进行恒转矩调速的缺点,扩大了电机的调速范围和应用场合。2.绕组提前导通,更有效地利用了电磁能量,提高了电机的工作效率和运行性能。附图说明图1是本专利技术的原理示意图;图中符号表示:A、B、C-三相绕组的首端,x、y、z-三相绕组的尾端,o-定子槽中心位置,o’-定子齿中心位置,n-转子运动方向,N、S-转子永磁体的极性具体实施方式本专利技术以二极三相的直流无刷电机为例进行详细说明。电机每相绕组的电势平衡方程式为:u=e+iR其中i为每相绕组的电流,R为每相绕组的电阻,iR也就是每相绕组的电阻压降,电机在正常运行时此值相对很小,u为外施电压;e为每相绕组的反电势,可由下式表示:e=L(di/dt)+NBlv其中L为每相绕组的电感,L(di/dt)为每相绕组因电流变化而产生的“电感电势”;N为每相绕组的导线总数,B为气隙磁密,该磁场由永磁体产生,l为导线长度,v为导线的相对运动速度(等于电机转子转速),NBlv也就是每相绕组的“运动电势”。在电机运行时,随着转子位置的变化,定子绕组处于不断地通电,断电,反向通电,再断电的循环工作状态。在这样的通电状态下,绕组中的反电势不但包含“运动电势”而且还有“电感电势”。某相绕组开始通电的位置称之为“触发角”,而通电结束的位置称之为“关断角”从“触发角”到“关断角”之间的角度称之为“导通角”。由此可见,根据电机转速和负载的情况,调节“触发角”和“关断角”的超前量,可使电机在不同的负载条件下都能达到高效率。本专利技术是利用分离电机绕组反电势中的“电感电势”和“运动电势”,以提高外施电压的利用率。具体办法如图1所示:电机在基速以上进行调速时,将定子绕组的通电位置从槽中心o处移至齿中心o’处。以A相绕组为例,当转子N极的前沿边运动至齿中心o’处时,触发A相绕组使其通电。将“触发角”设置在齿中心o’处,以实现“弱磁”调速的目的,提高电机的调速范围。同样当转子N极的后沿边运动至齿中心o’处,关断A相绕组使其断电。将“关断角”设置在齿中心o’处,以提高“弱磁”调速时电机的工作效率和运行性能。另外如能利用位置编码器和微机控制技术,根据不同的转速和负载情况适当调节“触发角”和“关断角”的位置,即在半个齿距范围内调节超前通电和超前断电的超前量o’的位置(其极限值设定在齿中心),这样控制效果会更佳。本专利技术的思想除了适用于上述独立控制的多相绕组永磁无刷直流电机的调速外,也适用于串联绕组的电子换向永磁直流电机的调速。前者的工作原理如前所述,而后者是通过改变“触发角”和“关断角”的方法来改变串联绕组的磁通,相当于普通直流电机靠移动电刷位置来改变磁通的大小,从而达到调速的目的,虽然两者的工作原理有所不同,但其作用和效果是相同的,都达到了调速的目的。本文档来自技高网...
一种直流无刷电机速度调节方法

【技术保护点】
一种直流无刷电机速度调节方法,其特征在于:当电机转子磁极的前沿边进入定子绕组槽中心位置或转子磁极后沿边退出定子槽中心位置之前,提前接通或关断定子绕组。

【技术特征摘要】
1.一种直流无刷电机速度调节方法,其特征在于:当电机转子磁极的前沿边进入定子绕组槽中心位置或转子磁极后沿边退出定子槽中心位置之前,提前接通或关断定子绕组。2.如权利要求1所述的直流无刷电机速度调节方法,其特征在于:在电机转子磁极前沿边进入定子绕组槽中心位置之前,提前接通该相绕组使绕组通电,其提前量应控制在半个齿距范围内。3....

【专利技术属性】
技术研发人员:董振青
申请(专利权)人:无锡艾柯威科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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