下圖(a)是拆開的風扇電機的照片,風扇採用的是變頻電機,這從線圈所在的位置就可以辨認出來。下圖(b)是變頻電機控制電路板,控制晶片將集DSP功能與驅動器於一體,簡化了電路結構。通過對控制晶片編程,可改變電機轉速。
變頻電機具有直流電機特性、卻採用交流電機的結構。也就是說,雖然外部接入的是直流電,卻採用直流-交流變壓變頻器控制技術,電機本體完全按照交流電機的原理去工作的。因此,變頻電機也叫「自控變頻同步電機」,電動機的轉速n取決於控制器的所設定的頻率f。
下圖是三相星形接法的變頻電機控制電路,直流供電經MOS管組成的三相變流電路向電機的三個繞組分時供電。每一時刻,三對繞組中僅有一對繞組中有電流通過,產生一個磁場,接著停止向這對繞組供電,而給相鄰的另一對繞組供電,這樣定子中的磁場軸線在空間轉動了120°,轉子受到磁力的作用跟隨定子磁場作120°旋轉。將電壓依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,定子中便形成旋轉磁場,於是電機連續轉動。
無刷直流電機工作原理
變頻電機的驅動電路由主迴路和控制迴路兩部分組成,現在已經將這兩部分集成到同一個晶片中,這樣只要使用一個器件便可實現變頻電機的全部控制功能,簡化了電路結構,常用的控制晶片有日本三洋公司的LB1964、美國MAXIM公司的MAX6625、和意法半導體公司的ST72141等。隨著工業界對節能和噪聲抑制的日益重視,許多工業產品都趨向採用無刷電機,對電機微控制器提出了更高要求。作為新一代電機控制DSP晶片,TI公司高性價比的TMS320C240 非常適合於完成這一任務。