直流變頻器的工作原理是什么?
答:所謂的直流變頻器只能夠驅(qū)動的直流無刷電機(它不同于交流電壓型、交流電流型變頻器的結(jié)構(gòu),所駁接交流感應(yīng)電機或交流變頻電機)。它是利用半導(dǎo)體技術(shù),首先將交流電進行整流,轉(zhuǎn)換成直流電,再送至由IGBT場效應(yīng)管或電子模塊,由微處理芯片指令控制進行開關(guān)作用的,它受控于直流電機內(nèi)部安裝的霍爾元件,兩者互補,缺一不可。
無刷電機分為;無刷直流電機(BLDC),永磁同步電機(PMSM)。
常見的控制方式有;1、三相六步控制,俗稱方波控制;2、正弦波控制,也叫脈沖調(diào)制(PWM);
直流無刷電動機是采用晶體管換向技術(shù),來代替了傳統(tǒng)的整流子換向器一種新型直流電動機。它的結(jié)構(gòu)圖如上圖所示。
上述無刷直流電機的結(jié)構(gòu)中有兩個死區(qū),即當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到N、S極之間的位置中心點,此時位置上的霍爾感受不到磁場,必須靠慣性轉(zhuǎn)動。為了克服上述問題必須利用調(diào)制寬度來克服它。無刷電機它的工作原理如下;
電動機的定子繞組必須根據(jù)轉(zhuǎn)子的磁極方位切換其中的電流方向,才能使轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn),因此在無刷直流電動機內(nèi)必須設(shè)備一個轉(zhuǎn)子磁極位置的傳感器,這種傳感器通常采用霍爾元件。
霍爾元件是一種磁感應(yīng)傳感器,可以檢測磁場的極性,將磁場的極性變成電信號,送給對應(yīng)的晶體管的控制極。定子繞組中的勵磁電流是根據(jù)霍爾元件的信號進行切換,這樣就可以形成旋轉(zhuǎn)磁場,驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
霍爾元件上下經(jīng)限流電阻接到直流電源上,有偏流流過使晶體管按照對應(yīng)方向截止或?qū)?。(如上圖所示),這樣在定子W1線圈與定子W2、W3定子線圈中,它受霍爾元件變化檢測的信號而改變,形成旋轉(zhuǎn)運動。一般霍爾元件安裝在無刷直流電機靠近轉(zhuǎn)子磁極的位置。
上述無刷直流電機結(jié)構(gòu)中有兩個死區(qū),即當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到N、S極之間的位置為中性點,在此位置霍爾元件感受不到磁場,因而無輸出,則定子繞組也會無電流,電機只能靠慣性轉(zhuǎn)動,如果恰好電動機停在此位置,則會無法啟動。為了克服上述問題,人們在實線中也開發(fā)出多種方式。
無刷直流電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。它在泡機中設(shè)有三霍爾元件按120o分布,轉(zhuǎn)子為單極(N、S)永久磁鋼,定子繞組為3組,它由6個晶體三極管Ⅴ1~V6驅(qū)動各自的繞組,轉(zhuǎn)子位置的檢測由兩個霍爾元件擔(dān)任。圖中標(biāo)注(紅1)的指向。在轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)過程中,當(dāng)N極靠近霍爾元件HG1時,它會感應(yīng)磁場信號,并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)極性的電信號,如此輪回。繞組L1中有電流,L2中無電流,L1產(chǎn)生的磁場S極會吸引N極,并排斥S極,使轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。