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逆變器

信息來(lái)源: 時(shí)間:2020.4.23

無(wú)刷電機(jī) MOS管

無(wú)刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。由于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是以自控式運(yùn)行的,所以不會(huì)像變頻調(diào)速下重載啟動(dòng)的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動(dòng)繞組,也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步。中小容量的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的永磁體,現(xiàn)在多采用高磁能級(jí)的稀土釹鐵硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的體積比同容量三相異步電動(dòng)機(jī)縮小了一個(gè)機(jī)座號(hào)。

在有刷電機(jī)采用機(jī)械換向,磁極不動(dòng),線圈旋轉(zhuǎn)。電機(jī)工作時(shí),線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換相器和電刷來(lái)完成的。


有刷電機(jī)采用機(jī)械換向,磁極不動(dòng),線圈旋轉(zhuǎn)。電機(jī)工作時(shí),線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換相器和電刷來(lái)完成的。

隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),不同時(shí)刻給不同線圈或同一個(gè)線圈的不同的兩極通電,使得線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的N-S極與最靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個(gè)適合的角度差,磁場(chǎng)異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。碳電極在線圈接線頭上滑動(dòng),象刷子在物體表面刷,因此叫碳“刷”。相互滑動(dòng),會(huì)摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會(huì)發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設(shè)備。


無(wú)刷電機(jī)工作原理

無(wú)刷電機(jī)中,換相的工作交由控制器中的控制電路(一般為霍爾傳感器+控制器,更先進(jìn)的技術(shù)是磁編碼器)來(lái)完成。無(wú)刷電機(jī)采取電子換向,線圈不動(dòng),磁極旋轉(zhuǎn)。無(wú)刷電機(jī),是使用一套電子設(shè)備,通過(guò)霍爾元件,感知永磁體磁極的位置,根據(jù)這種感知,使用電子線路,適時(shí)切換線圈中電流的方向,保證產(chǎn)生正確方向的磁力,來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。消除了有刷電機(jī)的缺點(diǎn)。

那么為什么在四軸飛行器上需要專門的電調(diào)呢,其有什么特別的地方?四軸飛行器有四個(gè)槳,兩兩相對(duì)呈十字交叉結(jié)構(gòu)。在槳的轉(zhuǎn)向上分正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),這樣可抵消單個(gè)槳葉旋轉(zhuǎn)引起的自旋問(wèn)題。每個(gè)槳的直徑很小,四個(gè)槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力是分散的。不像直機(jī)的槳,只有一個(gè)能產(chǎn)生集中的離心力形成陀螺性質(zhì)的慣性離心力,保持機(jī)身不容易很快的側(cè)翻掉。所以通常用到的舵機(jī)控制信號(hào)更新頻率很低。


四軸為了能夠快速反應(yīng),以應(yīng)對(duì)姿態(tài)變化引起的飄移,需要高反應(yīng)速度的電調(diào),常規(guī)PPM電調(diào)的更新速度只有50Hz左右,滿足不了這種控制所需要的速度,且PPM電調(diào)MCU內(nèi)置PID穩(wěn)速控制,能對(duì)常規(guī)航模提供順滑的轉(zhuǎn)速變化特性,用在四軸上就不合適了,四軸需要的是快速反應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速變化。用高速專用電調(diào),IIC總線接口傳送控制信號(hào),可達(dá)到每秒幾百上千次的電機(jī)轉(zhuǎn)速變化,在四軸飛行時(shí),姿態(tài)時(shí)刻能夠保持穩(wěn)定。即使受到外力突然沖擊,依舊安然無(wú)恙。

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