交流電機工作原理講解

2021-01-08 電子發燒友
課程介紹

視頻亮點展示:

亮點一:本視頻也是典型的 數模混合電路,前5部視頻主要講模擬電路。如何實現無縫混搭?電路設計又需要注意哪些細節呢?這是本部視頻最大亮點。

亮點二:本部視頻通過硬體波形的整形、儲存,以及根據 時序 來分配並動作,根據時序進行多路信號的切換,以及不同波形在不同時刻發生不同的動作。鍛鍊學員綜合協調處理波形根據時間來鎖存信號與釋放信號的能力。如果以前是二元化,現在就是三元化。以前只是電壓電流為主軸的波形設計,現在則是 電壓電流波形在時間軸的分配。

亮點三:全場以實物為依託,進行 現場調試,並且手把手教會大家進行單個模塊的調試與模塊之間聯調的方法,手把手教會並提高大家調試電路的動手能力,這也是工程師必備的最重要的一點。調試過程中遇到的很多難點、很多困難,敬請關注張飛老師如何親自進行調試,如何克服困難,如何去分析尋找突破點。

亮點四:本部視頻,張老師教會大家如何用 萬用表來測量 一些元器件,有助於提高維修線路板的效率,節省時間,更多精彩的內容請關注視頻。

亮點五:本視頻基於前幾部視頻,讓工程師深入到第二階段學習,提高複雜電路的架構與設計能力,掌握到電路設計的全局觀。不再像以前簡單的基於元器件的使用,而是如何綜合運用各種複雜器件實現各種複雜應用。

通過學習本套視頻你可以獲得什麼?

一、BLDC(直流無刷馬達) 工作原理

二、學習有霍爾位置傳感器 和無霍爾位置傳感器的BLDC區別

①目前有位置傳感器用的比較多,由於它能夠準確採樣轉子的旋轉位置,所以更能穩定可靠運行,控制方式相對來說也簡單些。因此,在很多項目中得到大量使用。應用領域:特別適合大負載和靜止啟動的情況。比如,電動車、電動自行車、電動汽車、高鐵等中均得到大量而廣泛的應用。當然,畢竟馬達上多個sensor ,在馬達製作工藝方面增加了複雜度,增加了成本。同時,霍爾也存在一定機率的老化不良等問題,對電機的整個壽命產生一定的影響。

②由於有位置馬達存在上述的弊端,無位置由於沒有sensor工藝簡單,同時更加安全可靠,所以在很多場合也得到比較多的應用。在一些複雜惡劣的環境、輕負載的情況下應用,比如風機,空調壓縮機,汽車的冷卻風扇等。但是,由於位置是根據馬達的反電動勢計算得來的,因此具有不可靠性。而且在馬達靜止情況下,由於不存在反電動勢,因此轉子的位置更加難以確定。所以,不適合馬達在靜止條件下使用。

③綜上所訴,有位置的馬達的驅動器比較簡單,馬達相對複雜,可靜止啟動。無位置控制的馬達優點是馬達簡單控制器複雜,適合輕負載,非零轉速啟動或者在馬達又一定轉速下啟動。

三、霍爾位置設計

四、高壓和低壓應用(供電和應用)

如果是接電網,一般接高壓,降低成本。接電網是用310V或者更高。還有一種戶外移動電源供電,這種一般情況是做低壓。那麼,都有這麼個代表。空調壓縮機--高壓;電動車--低壓;隨著bldc的快速發展,低壓為代表的發展十分迅速,智能代步工具;機器人;電動工具;園林工具等等。高壓和低壓這兩個方向發展十分巨大,快速發展的。

五、馬達的轉子、定子採樣設計

BLDC 分外轉子和內轉子,如何整合?

外轉子應用領域廣泛:風扇馬達、輪轂馬達、多旋翼無人機航模,電動滑板(見下圖)。

外轉子和內轉子相同工作下特性比較:外轉子體積小,內轉子大;但是,外轉子結構複雜,強度不如內轉子;

六、方波和正弦波介紹

從馬達的反電動勢波形來區別,可以分為正弦波和方波。這個主要是指反電動勢,這個是由磁鋼的充磁方向決定的。在區分馬達是否正弦馬達輸出相兩端的端電壓,用手撥動馬達旋轉,如果端電壓是正弦波就為正弦波馬達,反之為方波馬達。目前方波馬達的控制技術成熟。正弦波複雜,驅動器控制差不多,未來空間大。但是目前主流仍是方波馬達。

七、電壓,轉速,扭矩,功率之間關係

① 功率速度扭距轉換公式

② 詳細解釋馬達的轉速與馬達扭距之間的關係(從磁場切割的原理解釋)

③ 詳細解釋馬達的極對數,以及虛擬電機,馬達電周期與機械周期之間的區別

④ 馬達線圈扎數與馬達扭距之間的關係;

⑤ 馬達的電壓與轉速之間的關係,及馬達的電流與轉速,效率之間的關係,和如何調速。

對於BLDC馬達,一般情況下電壓越高,轉速越高;反之,電壓越低馬達的轉速越低。從這個角度來說,實行調速,可以用PWM調速法。

第二個角度講,定子由矽鋼片合成,當線包通過電流,會產生渦流損耗,此渦流的平方和電流平方成正比,隨著電流增大而增大,稱為鐵損,從線包的損耗稱為銅損,和渦流的鐵損,角度來講,電流不應過大。

當然,電壓也不能夠無限制的增加,隨著電壓的升高,一些馬達控制邏輯是低壓器件,存在電源轉換,電壓越高,電源轉換付出的成本也就越多。另外,電壓選擇需要依靠外界提供的電能。所以在一個項目中選擇馬達根據情況酌情處理。

八、BLDC如何實行電壓調速

本項目以三相bldc方波有位置傳感器馬達為實例,用全硬體的方式來搭建驅動器電路。

①三相橋電路的設計:mosfet的選型和設計;mosfet充放電電路的設計;

②半橋驅動電路的選型和講解;

③自舉充電電路的講解:如何實現自舉電容充電?

④半橋驅動前級,複雜邏輯電路如何實現?分以下幾個方面:

Ø 如何用全硬體的方式實現馬達正轉?

Ø 如何實現馬達的停止?

Ø 如何實現自取電容的充電?

Ø 如何根據霍爾的邏輯信號來實現馬達的換向?

Ø 如何實現馬達的調速?

九、調試部分

1. 霍爾電路的調試

2. 數字電路的調試

3. 半橋電路的調試

4. 充電電路的調試

5. 橋式電路的調試

6. 馬達整機的聯調

受眾群體有哪些?

1、如果你還是學生,正厭倦於枯燥的課堂理論課程,想得到電子技術研發的實戰經驗;

2、如果你即將畢業或已經畢業,想積累一些設計研發經驗憑此在激烈競爭的就業大軍中脫穎而出,找到一份屬於自己理想的高薪工作;

3、如果你已經工作,卻苦惱於技能提升緩慢,在公司得不到加薪和快速升遷;

4、如果你厭倦於當前所從事的工作,想快速成為一名電子研發工程師從事令人羨慕的研發類工作。

張飛直流無刷電機驅動 & 碎紙機項目實戰

(包括:第三部辦公室碎紙機系統項目,第八部直流無刷電機驅動設計)

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