直流无刷电机,三相无刷直流电机原理-KIA MOS管
信息来源：本站 日期：2025-06-18
直流无刷电机主要包括直流电源、控制器、电动机和确定转子位置的霍尔传感器四部分组成。
1.电源，可以直接以直流电输入；如果是输入交流电就必须先经过AC-DC转换器转成直流电。
2.控制器，无论是交流电源还是直流电源，在输入到电机线圈之前必须将直流电压通过逆变器转成三相电压来驱动电机，这就需由控制器来实现，控制器包括开关主电路，驱动电路，控制电路三部分组成。
a).开关主电路，由6个分立功率器件分上下臂连接电机作为控制流过电机线圈的开关，通常可选择的功率器件有功率晶体管GTR,功率场效应管MOSFET,绝缘晶体管IGBT,可关断晶闸管等。
b).驱动电路，就是驱动功率器件能可靠导通和关断的驱动电路。
c).控制电路MCU，MCU通过PWM（脉冲宽度调制.信号，决定功率管开关的频率和电子换向的时机。
3.电动机，在此为三相无刷直流电机。
4.转子位置传感器，要让电机转动起来，无刷电机必须换向才能形成旋转磁场，要想根据 转子磁极的位置换向时就必须要知道转子的位置。在无刷电机中，一般采用三个开关型霍尔传感器，空间上彼此相差120电角度，用于测量转子的位置。由其输出3位二进制编码信号反馈给MCU . 电子换向时，如果满足定子磁势和转子磁势相互垂直的条件，就能取得最大转矩。
5.安装霍尔传感器会增加电机的体积大小和复杂度，对电机的可靠性和制造带来不利因素。无霍尔传感器无刷电机的控制方法得到越来越广泛的应用。无霍尔无刷直流电机不需要霍尔传感器，通过检测定子绕组的反电动势过零点来判断转子当前的位置。与有霍尔的方案相比，最明显的优点就是降低了成本、减小了体积，且电机引线从8根变为3根，使接线调试大为简化。因为没有霍尔来检测转子位置，在电机静止或低速时，反电动势为零或很小，难以准确检测绕组反电动势，无法得到有效的转子位置信号。需要采用开环方式进行起动，造成电机起动容易产生振动，不合适负载或负载变化很大的场合。
根据转子磁极位置，对定子线圈进行换向通电。其中最关键技术是通过6个功率器件组成的3个半桥来控制线圈的6拍通电方式，形成旋转磁场。工作过程如图：
图中A+，B+，C+ 为上臂功率晶体管，A- ,B- , C- 为下臂功率晶体管，6只功率晶体管按一定顺次按一定要求顺次导通，就可实现电机A、B、C三相绕组的轮流通电，产生旋转磁场，如图中所示的通电顺序，B+A- , B+C-,A+C-,A+B-,C+B-,C+A- ，如此循环就产生了顺时针的旋转磁场。要电机反转将功率晶体管开启顺序相反即可。需要注意的是同相的上臂和下臂功率管绝对不允许同时导通，否则会造成上下臂短路，烧毁功率管。
改变线圈绕组两端的电压，可以调节电机转速。在电机控制系统中采用单片机产生PWM(脉冲宽度调制.波形，通过控制PWM的不同占空比，则线圈绕组的平均电压可以被控制，从而控制电机转速。PWM 调制方式又分两种：全桥调制和半桥调制。在120℃导通期间，对功率逆变桥的上桥和下桥都采用PWM方式驱动，即“全桥调制”；在120℃导通期间，只对功率逆变桥的上桥（或者下桥.采用PWM方式驱动，下桥（或上桥.恒通，称为“半桥调制”。
全桥调制下MOS管的开关频率是半桥调制方式的两倍左右，损耗比较大，很少用到。半桥调制比较常用，它又分为H-PWM-L-ON (在120℃导通区间内，上桥臂MOS管用PWM调制，下桥臂MOS管恒通.、H-ON-L-PWM(在120℃导通区间内，上桥臂MOS管恒通，下桥臂MOS管用PWM调制.、PWM-ON(前60℃PWM,后60℃恒通.、ON-PWM(前60℃ 恒通,后60℃ PWM) 等多种，其调制方式各有特点，需根据应用场合和具体电路选择合适的控制方式。
联系方式：邹先生
座机：0755-83888366-8022
手机：18123972950（微信同号）
QQ：2880195519
联系地址：深圳市龙华区英泰科汇广场2栋1902
搜索微信公众号:“KIA半导体”或扫码关注官方微信公众号
关注官方微信公众号：提供 MOS管 技术支持
免责声明：网站部分图文来源其它出处，如有侵权请联系删除。
