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美國MOOG無刷直流電機(jī)BMS09結(jié)構(gòu)與特性
美國MOOG無刷直流電機(jī)BMS09結(jié)構(gòu)與特性
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我司上海金仟絲機(jī)械設(shè)備有限公司主要從事多家世界進(jìn)口液壓元件,、氣動元件及相關(guān)工控產(chǎn)品在中國大陸市場的銷售。部分品牌代表：德國寶德,、FESTO費(fèi)斯托,，BOSCH-REXROTH博世力士樂，IFM易福門,，ATOS阿托斯,，諾冠NORGREN，TURCK圖爾克,，P+F倍加福,，皮爾茲，BALLUFF巴魯夫,，SICK施克,，MAC，Hengstler亨士樂,，Eltra意爾創(chuàng),，Epro，HYDAC賀德克,，HAWE哈威,ASCO阿斯卡,威格士,，派克MAC,E+H等。ABB電機(jī),、西門子電機(jī),、ABB變頻器、力士樂馬達(dá),、UE（代理）,、西門子電機(jī)、西門子變頻器、賀德克過濾器,、派克過濾器,、威格士過濾器、尤其是以下這些進(jìn)口件,，我們公司有別人沒有的優(yōu)勢電機(jī),、蓄能器,，液壓馬達(dá),、馬達(dá)、進(jìn)口電纜,、變頻器,。美國MOOG無刷直流電機(jī)BMS09結(jié)構(gòu)與特性
無刷直流電機(jī)的電機(jī)本體在結(jié)構(gòu)上與看永磁同步電機(jī)類似，只是沒籠型繞組和它的啟動裝置,。它的定子繞組可以是簡單的單相,，也可以使三相以上的結(jié)構(gòu)，電樞繞組的連接方式主要有星形和三角形連接兩種,，電子換相電路一般有橋式和非橋式兩種,，它們可以組成很多變化形式。下面就是常見的兩兩三相星形六狀態(tài)永磁無刷直流電機(jī)的工作原理簡單分析,。美國MOOG無刷直流電機(jī)BMS09結(jié)構(gòu)與特性
三相兩極無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)
A,、B、C為三相定子繞組,，分別與電子開關(guān)線路中的功率開關(guān)器件V1,V2,V3相連接,，電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安放著位置傳感器的跟蹤轉(zhuǎn)子。VP1,、VP2和VP3在空間商相差120度均勻分布在無刷直流電機(jī)的一端,，通過電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板的作用，根據(jù)某一光電器件是否被光線照射來 此時(shí)轉(zhuǎn)子磁極的位置,。
假使某一時(shí)刻,，定子繞組的A相通電，該電流與轉(zhuǎn)子上的永磁體所產(chǎn)生的主磁場相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,，從而轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),，轉(zhuǎn)子磁鋼的位置同通過位置傳感器變成電信號，然后去控制電子開關(guān)線路,，這樣定子的各相繞組會依次導(dǎo)通,，定子相電流隨轉(zhuǎn)子位置的變化而按一定的次序換相。這樣,，電子開關(guān)線路的導(dǎo)通次序能夠和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步,，達(dá)到機(jī)械換向得效果。
無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
三相兩極無刷直流電機(jī)，內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),，定子繞組星形連接,，同時(shí)3個(gè)霍爾元件在空間上相差120度均勻分布。同時(shí),，假設(shè)電機(jī)有如下特性：
（1） 電機(jī)的磁路沒有飽和,，忽略渦流效應(yīng)、磁滯損耗和電樞反應(yīng),；
（2） 不及齒槽轉(zhuǎn)矩的影響,；
（3） 控制電路中的功率器件均為理想開關(guān)器件。
電壓方程
在以上假設(shè)成立的前提下,，電機(jī)定子每相繞組的相電壓和電阻上的壓降和繞組的感應(yīng)電勢組成,，定子電壓的平衡方程為
式中，ea ,、eb,、ec分別為定子各相的反電動勢；
ia,、ib,、ic分別為定子各相的電流;
Ua、Ub,、Uc分別為定子各相的電壓
Ra,、Rb、Rc 分別為定子各相的繞組電阻
La,、Lb,、Lc 分別為定子各相的繞組電感
Lab、 Lac,、 Lba,、 Lbc、 Lca ,、Lcb 分別為定子各相繞組的互感,。
由于無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子式永磁體，假設(shè)它的三相繞組相互對稱,，同時(shí)忽略阻間的影響,，即繞組間的互感為常數(shù)，則可以得到La=Lb=Lc, Ra=-Rb=Rc=R,
Lab= Lac= Lba= Lbc= Lca =Lcb=M,。此時(shí)可以寫成
而ia,、ib、ic=0,，整理得
式中L=Ls-M
反電動勢方程
在物理學(xué)中,，單根導(dǎo)體切割磁場中的磁力線所產(chǎn)生的電動勢e為
e=Blv
式中,，B為磁場強(qiáng)度；
L為導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動時(shí)的有效長度
V為導(dǎo)體中的垂直磁場方向上的線速度
在無刷直流電機(jī)中,，轉(zhuǎn)速n與v如下的關(guān)系
V=2πR′n/60
式中, R′為繞組旋轉(zhuǎn)半徑,。
假設(shè)繞組的每個(gè)相匝數(shù)為Wф，由于每組繞組有兩根導(dǎo)體,，則每相繞組的感應(yīng)電動勢為：
Eф=2eWф
綜合上述公司,，則得到轉(zhuǎn)速n與感應(yīng)電動勢Eф的關(guān)系式為：
Eф則=BlπR′Wф /15*n
轉(zhuǎn)矩方程
當(dāng)直流電機(jī)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩是指電樞繞組通電后,，導(dǎo)體與永磁體相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩,。當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，繞組有兩相保持同時(shí)導(dǎo)通,，所以電磁功率Pm為：
Pm=2EpIp
不計(jì)電流換相的影響,，則電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te 為：
Te= Pm/Wi/Np =2npEpIp/W1=2npψp Ip
式中,，Ep為無刷直流電機(jī)的電動勢峰值,；
Ip為電機(jī)的電流峰值
Ψp為電機(jī)的電磁磁鏈的峰值
由公式可以看出，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和峰值電流成正比
運(yùn)動方程
一般情況下,，系統(tǒng)的運(yùn)動方程為
Te – TL –Zw=J*dw/dt
式中,，Te、TL為電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩
W為電機(jī)的角速度,；
Z為粘滯摩擦系數(shù)
J為電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量
無刷直流電機(jī)的特性分析
起動特性
起動時(shí),，由于反電動勢為零，因此電樞電流為：
I=Ud -2△U/2R
式中,，Ud為電機(jī)導(dǎo)通的兩相繞組的線電壓,；
△ U為控制電路中的功率壓降；
R為電機(jī)定子繞組的內(nèi)阻
由于內(nèi)阻較小,，起動時(shí)電樞電流迅速增加,，所以起動電磁轉(zhuǎn)矩很大，可以迅速啟動,，還可以在負(fù)載狀態(tài)下直接啟動,。當(dāng)轉(zhuǎn)速變大時(shí)，電樞反感使感應(yīng)電動勢變大,，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小,，加速轉(zhuǎn)速也隨之減小，后進(jìn)入正常的工作狀態(tài),，此時(shí)轉(zhuǎn)速和電樞電流穩(wěn)定,。
當(dāng)電機(jī)空載啟動時(shí)，轉(zhuǎn)速和電樞電流隨時(shí)間的變化曲線如圖
機(jī)械特性
機(jī)械特性是指在直流電壓Ud不變時(shí),，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電磁的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系,，則無刷直流電機(jī)的機(jī)械特性方程式為：
n=15/ BlπR′Wф方(U-RI-L dI/dt)
整理后可得：
n=30/π* Kt Ud – 2RTe/Ke Kt
式中,，Kt為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)
Ke系為電機(jī)的感應(yīng)電動勢系數(shù)
Ud為線電壓
可以看出，轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩之間呈線性關(guān)系,。但在實(shí)際運(yùn)行過程中,，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩變大時(shí)，電樞反應(yīng)會產(chǎn)生一定的去磁作用,，同時(shí)考慮到驅(qū)動控制電路的功率器件具有非線性,，所以電機(jī)的機(jī)械特性曲線末端會向下彎曲。
無刷直流電機(jī)的機(jī)械特性曲線,。美國MOOG無刷直流電機(jī)BMS09結(jié)構(gòu)與特性
調(diào)節(jié)特性
調(diào)節(jié)特性是指在電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩恒定時(shí),，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和外加電壓之間的變化關(guān)系。當(dāng)無刷直流電機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),，忽略驅(qū)動控制電路的功率器件的損耗,，有如下的關(guān)系
Ud=raI +π/30*Ken
KTI-TL=π/30Zn
則轉(zhuǎn)速和電壓的關(guān)系為
N=30/30 KTKe+πraZ*(KT Ud –ra –TL)
由此，可以得到在不同的電磁轉(zhuǎn)矩Te下,，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著Ud變化的曲線,Te1< Te21< Te3< Te4
無刷直流電機(jī)有著良好的控制性能,，但是當(dāng)Ud較小時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩也較小,，電磁轉(zhuǎn)矩也較小,，無法克制負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)不能啟動,，所以電機(jī)的轉(zhuǎn)速為零,，當(dāng)Ud增加到超過門線電壓時(shí)，電機(jī)開始啟動并逐漸運(yùn)行至穩(wěn)態(tài),，當(dāng)Ud越大,，轉(zhuǎn)速也越大。同時(shí)由于摩擦力的存在,，所以調(diào)節(jié)特性不會經(jīng)過原點(diǎn),。
無槽無刷直流電機(jī)為近零振動提供零制動轉(zhuǎn)矩。BMS09采用SmCo磁鐵和不銹鋼外殼,，是電機(jī)必須承受高壓滅菌條件的醫(yī)療應(yīng)用的理想選擇,。利用NdFeB磁鐵，BSS09以更低的成本和更高的扭矩提供的價(jià)值,。兩種型號均有兩種標(biāo)準(zhǔn)長度,，帶有三種標(biāo)準(zhǔn)繞組代碼。
可根據(jù)要求提供定制配置,。此外,，我們還提供各種電氣選項(xiàng)，以滿足廣泛的商業(yè)和工業(yè)操作規(guī)范,。
可靠的操作
緊湊型無槽電機(jī)非常適合要求率,，高速度,，低聲學(xué)噪聲和零制動轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用。典型選項(xiàng)包括霍爾效應(yīng)反饋或無傳感器,。
無槽無刷直流電機(jī)
無槽無刷直流電機(jī)為近零振動提供零制動轉(zhuǎn)矩,。BMS09采用SmCo磁鐵和不銹鋼外殼，是電機(jī)必須承受高壓滅菌條件的醫(yī)療應(yīng)用的理想選擇,。利用NdFeB磁鐵,，BSS09以更低的成本和更高的扭矩提供的價(jià)值。兩種型號均有兩種標(biāo)準(zhǔn)長度,，帶有三種標(biāo)準(zhǔn)繞組代碼,。可根據(jù)要求提供定制配置,。此外,，我們還提供各種電氣選項(xiàng)，以滿足廣泛的商業(yè)和工業(yè)操作規(guī)范,。美國MOOG無刷直流電機(jī)BMS09結(jié)構(gòu)與特性
可靠的操作
緊湊型無槽電機(jī)非常適合要求率,，高速度，低聲學(xué)噪聲和零制動轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用,。典型選項(xiàng)包括霍爾效應(yīng)反饋或無傳感器,。
有關(guān)穆格無槽電機(jī)如何根據(jù)您的具體應(yīng)用進(jìn)行定制的更多信息，請聯(lián)系我們的應(yīng)用工程師,。
特征
稀土磁鐵，用于高功率密度
近零振動的零制動轉(zhuǎn)矩
設(shè)計(jì)緊湊
提供霍爾器件換向或無傳感器
BMS和BSS型號有兩種標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)長度（可定制長度）
定制繞組可用
率
高速運(yùn)轉(zhuǎn)
聲學(xué)噪音低
BMS模型設(shè)計(jì)用于1,000個(gè)高壓滅菌循
BSS模型專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)
標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)42,000rpm（對于高速應(yīng)用,，高轉(zhuǎn)速為100,000rpm）
典型應(yīng)用
醫(yī)療設(shè)備-手持設(shè)備,，鉆頭和鋸
機(jī)器人系統(tǒng)
測試和測量設(shè)備
水泵
掃描儀
數(shù)據(jù)存儲
半導(dǎo)體處理
我司上海金仟絲機(jī)械設(shè)備有限公司主要從事多家世界進(jìn)口液壓元件、氣動元件及相關(guān)工控產(chǎn)品在中國大陸市場的銷售,。部分品牌代表：德國寶德,、FESTO費(fèi)斯托，BOSCH-REXROTH博世力士樂,，IFM易福門,，ATOS阿托斯，諾冠NORGREN,，TURCK圖爾克,，P+F倍加福，皮爾茲,，BALLUFF巴魯夫,，SICK施克，MAC,，Hengstler亨士樂,，Eltra意爾創(chuàng),，Epro，HYDAC賀德克,，HAWE哈威,ASCO阿斯卡,威格士,，派克MAC,E+H等。ABB電機(jī),、西門子電機(jī),、ABB變頻器、力士樂馬達(dá),、UE（代理）,、西門子電機(jī)、西門子變頻器,、賀德克過濾器,、派克過濾器、威格士過濾器,、尤其是以下這些進(jìn)口件,，我們公司有別人沒有的優(yōu)勢電機(jī)、蓄能器,，液壓馬達(dá),、馬達(dá)、進(jìn)口電纜,、變頻器,。美國MOOG無刷直流電機(jī)BMS09結(jié)構(gòu)與特性
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無刷直流電動機(jī)是指一種用電子換向的小功率直流電動機(jī)，又稱無換向器電動機(jī),、無整流子直流電動機(jī),。在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于一臺反裝式直流電動機(jī)，它的電樞放置在定子上,，轉(zhuǎn)子為永磁體,。它的電樞繞組為多相繞組，一般為三相,，可接成星形或三角形,。各相繞組分別與電子換向器電路中的晶體管開關(guān)連接。
在無刷直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上裝有轉(zhuǎn)子位置檢測器,、測速發(fā)電機(jī)和光電脈沖編碼器,。轉(zhuǎn)子位置檢測器的輸出信號控制電子換向器，實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的換向,即電子換向器中的晶體管的導(dǎo)通與截止由轉(zhuǎn)子位置檢測器的輸出信號決定,。測速發(fā)電機(jī)的輸出信號用于速度反饋,。而光電脈沖編碼器的信號送入CNC裝置。用于位置反饋,。轉(zhuǎn)子位置檢測器有多種類型,，但其輸出信號的波形均為三路方波,。
我司上海金仟絲機(jī)械設(shè)備有限公司主要從事多家世界進(jìn)口液壓元件、氣動元件及相關(guān)工控產(chǎn)品在中國大陸市場的銷售,。部分品牌代表：德國寶德,、FESTO費(fèi)斯托，BOSCH-REXROTH博世力士樂,，IFM易福門,，ATOS阿托斯，諾冠NORGREN,，TURCK圖爾克,，P+F倍加福，皮爾茲,，BALLUFF巴魯夫,，SICK施克，MAC,，Hengstler亨士樂,，Eltra意爾創(chuàng)，Epro,，HYDAC賀德克,，HAWE哈威,ASCO阿斯卡,威格士，派克MAC,E+H等,。ABB電機(jī),、西門子電機(jī)、ABB變頻器,、力士樂馬達(dá),、UE（代理）、西門子電機(jī),、西門子變頻器、賀德克過濾器,、派克過濾器,、威格士過濾器、尤其是以下這些進(jìn)口件,，我們公司有別人沒有的優(yōu)勢電機(jī),、蓄能器，液壓馬達(dá),、馬達(dá),、進(jìn)口電纜、變頻器,。美國MOOG無刷直流電機(jī)BMS09結(jié)構(gòu)與特性