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美國MOOG無刷直流電機BMS09結構與特性
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我司上海金仟絲機械設備有限公司主要從事多家世界進口液壓元件,、氣動元件及相關工控產品在中國大陸市場的銷售。部分品牌代表：德國寶德,、FESTO費斯托,，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,、西門子電機,、ABB變頻器、力士樂馬達,、UE（代理）,、西門子電機、西門子變頻器,、賀德克過濾器,、派克過濾器、威格士過濾器,、尤其是以下這些進口件,，我們公司有別人沒有的優(yōu)勢電機、蓄能器,，液壓馬達,、馬達,、進口電纜、變頻器,。美國MOOG無刷直流電機BMS09結構與特性
無刷直流電機的電機本體在結構上與看永磁同步電機類似,，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構,，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)永磁無刷直流電機的工作原理簡單分析。美國MOOG無刷直流電機BMS09結構與特性
三相兩極無刷直流電機的結構
A,、B,、C為三相定子繞組，分別與電子開關線路中的功率開關器件V1,V2,V3相連接,，電動機的轉軸上安放著位置傳感器的跟蹤轉子,。VP1、VP2和VP3在空間商相差120度均勻分布在無刷直流電機的一端,，通過電機轉軸上的旋轉遮光板的作用,，根據(jù)某一光電器件是否被光線照射來 此時轉子磁極的位置。
假使某一時刻,，定子繞組的A相通電,，該電流與轉子上的永磁體所產生的主磁場相互作用而產生電磁轉矩，從而轉子旋轉,，轉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線路，這樣定子的各相繞組會依次導通,，定子相電流隨轉子位置的變化而按一定的次序換相,。這樣，電子開關線路的導通次序能夠和轉子轉角同步,，達到機械換向得效果,。
無刷直流電機的數(shù)學模型
三相兩極無刷直流電機，內轉子結構,，定子繞組星形連接,，同時3個霍爾元件在空間上相差120度均勻分布。同時,，假設電機有如下特性：
（1） 電機的磁路沒有飽和，忽略渦流效應,、磁滯損耗和電樞反應,；
（2） 不及齒槽轉矩的影響,；
（3） 控制電路中的功率器件均為理想開關器件。
電壓方程
在以上假設成立的前提下,，電機定子每相繞組的相電壓和電阻上的壓降和繞組的感應電勢組成,，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,。
由于無刷直流電機的轉子式永磁體，假設它的三相繞組相互對稱,，同時忽略阻間的影響,，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
在物理學中,，單根導體切割磁場中的磁力線所產生的電動勢e為
e=Blv
式中，B為磁場強度,；
L為導體在磁場中的運動時的有效長度
V為導體中的垂直磁場方向上的線速度
在無刷直流電機中,，轉速n與v如下的關系
V=2πR′n/60
式中, R′為繞組旋轉半徑。
假設繞組的每個相匝數(shù)為Wф,，由于每組繞組有兩根導體,，則每相繞組的感應電動勢為：
Eф=2eWф
綜合上述公司，則得到轉速n與感應電動勢Eф的關系式為：
Eф則=BlπR′Wф /15*n
轉矩方程
當直流電機處于正常工作狀態(tài)時,，電磁轉矩是指電樞繞組通電后,，導體與永磁體相互作用產生的轉矩,。當電機正常工作時，繞組有兩相保持同時導通,，所以電磁功率Pm為：
Pm=2EpIp
不計電流換相的影響,，則電機的電磁轉矩Te 為：
Te= Pm/Wi/Np =2npEpIp/W1=2npψp Ip
式中，Ep為無刷直流電機的電動勢峰值,；
Ip為電機的電流峰值
Ψp為電機的電磁磁鏈的峰值
由公式可以看出,，電機的電磁轉矩和峰值電流成正比
運動方程
一般情況下，系統(tǒng)的運動方程為
Te – TL –Zw=J*dw/dt
式中,，Te,、TL為電機的電磁轉矩和負載轉矩
W為電機的角速度；
Z為粘滯摩擦系數(shù)
J為電機轉子的轉動慣量
無刷直流電機的特性分析
起動特性
起動時,，由于反電動勢為零,，因此電樞電流為：
I=Ud -2△U/2R
式中，Ud為電機導通的兩相繞組的線電壓,；
△ U為控制電路中的功率壓降,；
R為電機定子繞組的內阻
由于內阻較小，起動時電樞電流迅速增加,，所以起動電磁轉矩很大,，可以迅速啟動，還可以在負載狀態(tài)下直接啟動,。當轉速變大時,，電樞反感使感應電動勢變大，電機的轉矩減小,，加速轉速也隨之減小,，后進入正常的工作狀態(tài)，此時轉速和電樞電流穩(wěn)定,。
當電機空載啟動時,，轉速和電樞電流隨時間的變化曲線如圖
機械特性
機械特性是指在直流電壓Ud不變時，電機的轉速和電磁的轉矩之間的關系,，則無刷直流電機的機械特性方程式為：
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為電機的轉矩系數(shù)
Ke系為電機的感應電動勢系數(shù)
Ud為線電壓
可以看出，轉速和電磁轉矩之間呈線性關系,。但在實際運行過程中,，當電磁轉矩變大時，電樞反應會產生一定的去磁作用,，同時考慮到驅動控制電路的功率器件具有非線性,，所以電機的機械特性曲線末端會向下彎曲。
無刷直流電機的機械特性曲線,。美國MOOG無刷直流電機BMS09結構與特性
調節(jié)特性
調節(jié)特性是指在電機的電磁轉矩恒定時,，電機的轉速和外加電壓之間的變化關系,。當無刷直流電機處于穩(wěn)定狀態(tài)時，忽略驅動控制電路的功率器件的損耗,，有如下的關系
Ud=raI +π/30*Ken
KTI-TL=π/30Zn
則轉速和電壓的關系為
N=30/30 KTKe+πraZ*(KT Ud –ra –TL)
由此，可以得到在不同的電磁轉矩Te下,，無刷直流電機的轉速隨著Ud變化的曲線,Te1< Te21< Te3< Te4
無刷直流電機有著良好的控制性能,，但是當Ud較小時，電磁轉矩也較小,，電磁轉矩也較小,，無法克制負載轉矩，電機不能啟動,，所以電機的轉速為零,，當Ud增加到超過門線電壓時，電機開始啟動并逐漸運行至穩(wěn)態(tài),，當Ud越大,，轉速也越大。同時由于摩擦力的存在,，所以調節(jié)特性不會經過原點,。
無槽無刷直流電機為近零振動提供零制動轉矩。BMS09采用SmCo磁鐵和不銹鋼外殼,，是電機必須承受高壓滅菌條件的醫(yī)療應用的理想選擇,。利用NdFeB磁鐵，BSS09以更低的成本和更高的扭矩提供的價值,。兩種型號均有兩種標準長度,，帶有三種標準繞組代碼。
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，以滿足廣泛的商業(yè)和工業(yè)操作規(guī)范,。
可靠的操作
緊湊型無槽電機非常適合要求率,，高速度，低聲學噪聲和零制動轉矩的應用,。典型選項包括霍爾效應反饋或無傳感器,。
無槽無刷直流電機
無槽無刷直流電機為近零振動提供零制動轉矩。BMS09采用SmCo磁鐵和不銹鋼外殼,，是電機必須承受高壓滅菌條件的醫(yī)療應用的理想選擇,。利用NdFeB磁鐵，BSS09以更低的成本和更高的扭矩提供的價值,。兩種型號均有兩種標準長度,，帶有三種標準繞組代碼,。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，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BMS09結構與特性
可靠的操作
緊湊型無槽電機非常適合要求率,，高速度，低聲學噪聲和零制動轉矩的應用,。典型選項包括霍爾效應反饋或無傳感器,。
有關穆格無槽電機如何根據(jù)您的具體應用進行定制的更多信息，請聯(lián)系我們的應用工程師,。
特征
稀土磁鐵,，用于高功率密度
近零振動的零制動轉矩
設計緊湊
提供霍爾器件換向或無傳感器
BMS和BSS型號有兩種標準電機長度（可定制長度）
定制繞組可用
率
高速運轉
聲學噪音低
BMS模型設計用于1,000個高壓滅菌循
BSS模型專為工業(yè)應用而設計
標準電機轉速高達42,000rpm（對于高速應用，高轉速為100,000rpm）
典型應用
醫(yī)療設備-手持設備,，鉆頭和鋸
機器人系統(tǒng)
測試和測量設備
水泵
掃描儀
數(shù)據(jù)存儲
半導體處理
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分享MOOG伺服閥常用型號：
moog伺服閥072-202-10
moog伺服閥D634-319E
moog伺服閥D661-4539C
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無刷直流電動機是指一種用電子換向的小功率直流電動機，又稱無換向器電動機,、無整流子直流電動機,。在結構上相當于一臺反裝式直流電動機，它的電樞放置在定子上,，轉子為永磁體,。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連接。
在無刷直流電動機的轉子軸上裝有轉子位置檢測器,、測速發(fā)電機和光電脈沖編碼器,。轉子位置檢測器的輸出信號控制電子換向器，實現(xiàn)對電動機的換向,即電子換向器中的晶體管的導通與截止由轉子位置檢測器的輸出信號決定,。測速發(fā)電機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。
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