BLDC電機是效率高、控制性良好、壽命長的優(yōu)質(zhì)電機。但是,要想將BLDC電機的力量發(fā)揮,則需要正確的控制。該如何操作呢?
內(nèi)轉(zhuǎn)子型BLDC電機是典型的BLDC電機的一種,其外觀與內(nèi)部構(gòu)造。帶刷DC電機(以下稱為DC電機)的轉(zhuǎn)子上有線圈,外側(cè)放有永磁體。BLDC電機的轉(zhuǎn)子上有永磁體,外側(cè)是線圈。BLCD電機的轉(zhuǎn)子沒有線圈,是永磁體,因此沒有必要在轉(zhuǎn)子上通電。實現(xiàn)了不帶通電用的電刷的“無刷型”。
另一方面,與DC電機相比,控制也變得更難了。并不是只要將電機上的電纜接上電源就好了。本來就連電纜數(shù)目都不一樣。和“將正極(+)和負極(-)連上電源”的方式不同。轉(zhuǎn)子是永磁體,因此無法通電。無需電刷及換向器,可謀求延長使用壽命
為了轉(zhuǎn)動BLDC電機,必須控制線圈的電流方向及時機。圖2-A是將BLDC電機的定子(線圈)和轉(zhuǎn)子(永磁體)模式化的結(jié)果。使用該圖片,思考一下轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的情況吧。思考使用3個線圈的情況。雖然實際上也有使用6個或以上的線圈的情況,但在考慮原理的基礎(chǔ)上,每120度放一個線圈,使用3個線圈。電機將電氣(電壓、電流)轉(zhuǎn)換為機械性旋轉(zhuǎn)。圖2-A的BLDC電機又是如何轉(zhuǎn)動呢?先來看一看電機中發(fā)生了什么吧。
LDC電機中每隔120度放置一個線圈,總共放置三個線圈,控制通電相或線圈的電流
BLDC電機使用3個線圈。這三個線圈用以在通電后生成磁通量,將其命名為U、V、W。將該線圈通電試試看吧。線圈U(以下簡稱為“線圈”)上的電流路徑記為U相,V的記錄為V相,W的記錄為W相。接下來看一看U相吧。向U相通電后,將產(chǎn)生如圖2-B所示的箭頭方向的磁通量。
但實際上,U、V、W的電纜都是互相連接著的,因此無法僅向U相通電。在這里,從U相向W相通電,會如圖2-C所示在U、W產(chǎn)生磁通量。合成U和W的兩個磁通量,變?yōu)檩^大的磁通量。永磁體將進行旋轉(zhuǎn),以使該合成磁通量與中央的永磁體(轉(zhuǎn)子)的N極方向相同。
若改變合成磁通量的方向,則永磁體也會隨之改變。配合永磁體的位置,切換U相、V相、W相中通電的相,以變更合成磁通量的方向。連續(xù)執(zhí)行此操作,則合成磁通量將發(fā)生旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生磁場,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
通電相與合成磁通量的關(guān)系。在該例中,按順序從1-6變更通電模式,則合成磁通量將順時針旋轉(zhuǎn)。通過變更合成磁通量的方向,控制速度,可控制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。將切換這6種通電模式,控制電機的控制方法稱為“120度通電控制”。