單相直流無(wú)刷電機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

特種電機(jī)實(shí)驗(yàn)無(wú)刷直流電機(jī)的特性分析學(xué)號(hào)姓名單相無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)大綱一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁通過(guò)動(dòng)手拆卸風(fēng)扇，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解單相直流無(wú)刷電機(jī)的物理結(jié)構(gòu)；B通過(guò)對(duì)直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的測(cè)試、分析，學(xué)習(xí)單相直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制方法；C通過(guò)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電氣特性以及直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象為軸流風(fēng)扇用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)（DCBRUSHLESSFAN），型號(hào)為NMB2406KL04WB36，額定電流014A。其所屬型號(hào)系列（NMB240604WB30）的各項(xiàng)性能參數(shù)如下實(shí)驗(yàn)用到的其它操作測(cè)試設(shè)備如下萬(wàn)用表，電壓源，示波器，光電反射式轉(zhuǎn)速表，電烙鐵等。三、實(shí)驗(yàn)原理直流無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)散熱風(fēng)扇從通電切換磁場(chǎng)的方式區(qū)分，可以分為有刷和無(wú)刷兩種。有刷電機(jī)壽命短，會(huì)產(chǎn)生電火花。無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有碳刷的磨損，壽命長(zhǎng)，容易高速運(yùn)行，無(wú)火花，已逐漸取代有刷電機(jī)。使用直流無(wú)刷電機(jī)的風(fēng)扇的組成結(jié)構(gòu)如下圖分為轉(zhuǎn)子和定子兩部分。轉(zhuǎn)子包括扇葉、軸心、磁環(huán)、磁環(huán)外框及油圈。定子包括軸承、PCB驅(qū)動(dòng)電路等。驅(qū)動(dòng)控制部分主要由霍爾元件，驅(qū)動(dòng)芯片等組成。電機(jī)繞組部分，由矽鋼片、漆包線和上下絕緣線架組成。矽鋼片的功能是負(fù)責(zé)將磁極導(dǎo)出，以便于確定N、S的強(qiáng)弱；而繞組決定磁力線的方向性，包括N、S極和控制信號(hào)，不斷改變繞組極性，推動(dòng)磁框運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到做功的目的。定子繞組多為四相（實(shí)際為單相串聯(lián)）對(duì)稱分布，即互成90夾角。電樞N永磁轉(zhuǎn)子S定子氣隙固定磁場(chǎng)部分由磁環(huán)提供固定磁場(chǎng)，以用于旋轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)力。直流無(wú)刷電機(jī)工作原理通常直流電機(jī)的定子由永久磁鋼組成，它的主要作用是為了在氣隙中形成磁場(chǎng)，電機(jī)的電樞繞組通電后能夠產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于電刷的作用，上述兩個(gè)磁場(chǎng)的方向總是相互垂直，從而產(chǎn)生最大的輸出轉(zhuǎn)矩。單相直流無(wú)刷電機(jī)中除掉了電刷，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)電刷換向，首先將直流電機(jī)的電樞繞組至于其定子位置上，相對(duì)應(yīng)的將永久磁鋼置于其轉(zhuǎn)子位置上，這和傳統(tǒng)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)相反，但是這樣做并不夠，由于使用直流電源給定子繞組供電時(shí)，只能夠產(chǎn)生不能移動(dòng)的磁場(chǎng)，但轉(zhuǎn)子磁鋼所產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以他們不能夠相互垂直，這樣也就不能夠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。因此，單相直流無(wú)刷電機(jī)系統(tǒng)除了電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子組成本體之外，還需要由控制電路、位置傳感器及功率邏輯開(kāi)關(guān)構(gòu)成的換向裝置。上述組合在一起才使得單相直流無(wú)刷電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在空間中始終保持90左右的電角度，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)不斷的旋轉(zhuǎn)。單相直流無(wú)刷電機(jī)的繞組形式有兩種雙極性繞組和雙繞線繞組。啟動(dòng)電壓是指當(dāng)突然通電后，能夠使風(fēng)扇啟動(dòng)的最小電壓，這是由控制芯片的工作電壓等決定的。風(fēng)扇除正負(fù)兩條電源線以外，還有第三條線，輸出RD信號(hào)。RD信號(hào)的作用是供外部系統(tǒng)計(jì)算風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,還有當(dāng)風(fēng)扇出現(xiàn)異常停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),信號(hào)線輸出高壓信號(hào)反饋給系統(tǒng)報(bào)警。四、實(shí)驗(yàn)要求1）拆卸電機(jī)仔細(xì)觀察軸流風(fēng)扇用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，拆開(kāi)電機(jī)，注意不要損壞電機(jī)和PCB電路。2）分析電機(jī)結(jié)構(gòu)與電路分析電機(jī)的物理結(jié)構(gòu)以及控制驅(qū)動(dòng)電路的元件及工作原理，畫(huà)出電路原理圖。3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。要求測(cè)量出電機(jī)的調(diào)速特性曲線、始動(dòng)電壓、電壓電流關(guān)系曲線。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、拆卸電機(jī)，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子的拆卸撕開(kāi)后面不干膠商標(biāo)，壓住轉(zhuǎn)子，用鑷子或尖嘴鉗從尾軸端部摳出軸塑料扣環(huán)，拔出轉(zhuǎn)子。定子拆卸定子是熱壓塑料固定的，需要從后尾用尖頭電烙鐵燙開(kāi)一圈才能拆下，易損壞，要小心，烙鐵不能燙的太深，以免損壞PCB板上的元器件。如果損壞，則根據(jù)對(duì)電路板的分析確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在完好的電機(jī)背后鉆孔，焊接檢測(cè)引線測(cè)量。2、分析電機(jī)結(jié)構(gòu)和PCB電路。分析記錄電機(jī)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)測(cè)試PCB電路，查詢芯片手冊(cè)，繪制控制驅(qū)動(dòng)電路原理圖，分析控制原理，并確定需要檢測(cè)的信號(hào)或者測(cè)試量。3、分析測(cè)試控制電路電氣特性。根據(jù)得到的控制驅(qū)動(dòng)電路，在合適的位置焊接引線，測(cè)量要檢測(cè)的信號(hào)或控制量。將轉(zhuǎn)子重新裝回定子上，安上塑料扣環(huán)。連接供電電源，逐漸提高電壓，直到風(fēng)扇開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄此時(shí)的電壓值，此電壓即為該風(fēng)扇的啟動(dòng)電壓。4、測(cè)試電機(jī)的調(diào)速特性在風(fēng)扇的一個(gè)葉片上粘貼一反光片（膠帶或白紙片），如此可通過(guò)使用光電反射式轉(zhuǎn)速表測(cè)試電機(jī)轉(zhuǎn)速N。在電源接線的或鉗住電流鉗，以獲得電流值I。RD信號(hào)接示波器，可觀察控制芯片給出的驅(qū)動(dòng)電源頻率F。在啟動(dòng)電壓的基礎(chǔ)上逐步增加電壓至額定電壓，讀取并記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速N，電流I,驅(qū)動(dòng)電源頻率F。在額定電壓的情況下，逐步降低電壓至停止運(yùn)轉(zhuǎn)電壓，讀取并記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速N、電流I、驅(qū)動(dòng)電源頻率F。繪制兩種情況下的電壓轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速電流曲線。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要注意以下事項(xiàng)1、拆開(kāi)電機(jī)要細(xì)心，避免損壞電機(jī)無(wú)法復(fù)原，兩個(gè)電機(jī)留一個(gè)備用。2、拆開(kāi)過(guò)程中注意觀察與分析，判斷電機(jī)極對(duì)數(shù)，確定檢測(cè)點(diǎn)位置。3、實(shí)驗(yàn)儀表量程選擇要注意風(fēng)扇電機(jī)的額定參數(shù)，不要過(guò)載。4、風(fēng)扇電機(jī)的控制電路和功率開(kāi)關(guān)電路是集成在一起的，電源電壓不能反向加入。電壓上限不要超過(guò)額定電壓的20。5、開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓下限值并不是電機(jī)的始動(dòng)電壓，而是控制電路開(kāi)始工作的電壓，所以要區(qū)分開(kāi)。6、注意定子鐵心的不對(duì)稱磁路。7、如果用示波器測(cè)量定子電流頻率來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速，注意極對(duì)數(shù)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。8、測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)，最好將電機(jī)固定，以免其振動(dòng)影響到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)中遇到的一些問(wèn)題和難點(diǎn)，以及所學(xué)到的新知識(shí)，對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的一些新認(rèn)識(shí)。單相無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁通過(guò)動(dòng)手拆卸風(fēng)扇，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解單相直流無(wú)刷電機(jī)的物理結(jié)構(gòu)；B通過(guò)對(duì)直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的測(cè)試、分析，學(xué)習(xí)單相直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制方法；C通過(guò)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電氣特性以及直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象為軸流風(fēng)扇用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)（DCBRUSHLESSFAN），型號(hào)為NMB2406KL04WB36，額定電流014A。其所屬型號(hào)系列（NMB240604WB30）的各項(xiàng)性能參數(shù)如下實(shí)驗(yàn)用到的其它操作測(cè)試設(shè)備如下萬(wàn)用表，電壓源，示波器，光電反射式轉(zhuǎn)速表，電烙鐵等。三、實(shí)驗(yàn)原理直流無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)散熱風(fēng)扇從通電切換磁場(chǎng)的方式區(qū)分，可以分為有刷和無(wú)刷兩種。有刷電機(jī)壽命短，會(huì)產(chǎn)生電火花。無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有碳刷的磨損，壽命長(zhǎng)，容易高速運(yùn)行，無(wú)火花，已逐漸取代有刷電機(jī)。使用直流無(wú)刷電機(jī)的風(fēng)扇的組成結(jié)構(gòu)如下圖分為轉(zhuǎn)子和定子兩部分。轉(zhuǎn)子包括扇葉、軸心、磁環(huán)、磁環(huán)外框及油圈。定子包括軸承、PCB驅(qū)動(dòng)電路等。驅(qū)動(dòng)控制部分主要由霍爾元件，驅(qū)動(dòng)芯片等組成。電機(jī)繞組部分，由矽鋼片、漆包線和上下絕緣線架組成。矽鋼片的功能是負(fù)責(zé)將磁極導(dǎo)出，以便于確定N、S的強(qiáng)弱；而繞組決定磁力線的方向性，包括N、S極和控制信號(hào)，不斷改變繞組極性，推動(dòng)磁框運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到做功的目的。定子繞組多為四相（實(shí)際為單相串聯(lián)）對(duì)稱分布，即互成90夾角。電樞N永磁轉(zhuǎn)子定子氣隙固定磁場(chǎng)部分由磁環(huán)提供固定磁場(chǎng)，以用于旋轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)力。直流無(wú)刷電機(jī)工作原理通常直流電機(jī)的定子由永久磁鋼組成，它的主要作用是為了在氣隙中形成磁場(chǎng)，電機(jī)的電樞繞組通電后能夠產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于電刷的作用，上述兩個(gè)磁場(chǎng)的方向總是相互垂直，從而產(chǎn)生最大的輸出轉(zhuǎn)矩。單相直流無(wú)刷電機(jī)中除掉了電刷，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)電刷換向，首先將直流電機(jī)的電樞繞組至于其定子位置上，相對(duì)應(yīng)的將永久磁鋼置于其轉(zhuǎn)子位置上，這和傳統(tǒng)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)相反，但是這樣做并不夠，由于使用直流電源給定子繞組供電時(shí)，只能夠產(chǎn)生不能移動(dòng)的磁場(chǎng)，但轉(zhuǎn)子磁鋼所產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以他們不能夠相互垂直，這樣也就不能夠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。因此，單相直流無(wú)刷電機(jī)系統(tǒng)除了電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子組成本體之外，還需要由控制電路、位置傳感器及功率邏輯開(kāi)關(guān)構(gòu)成的換向裝置。上述組合在一起才使得單相直流無(wú)刷電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在空間中始終保持90左右的電角度，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)不斷的旋轉(zhuǎn)。單相直流無(wú)刷電機(jī)的繞組形式有兩種雙極性繞組和雙繞線繞組。啟動(dòng)電壓是指當(dāng)突然通電后，能夠使風(fēng)扇啟動(dòng)的最小電壓，這是由控制芯片的工作電壓等決定的。風(fēng)扇除正負(fù)兩條電源線以外，還有第三條線，輸出RD信號(hào)。RD信號(hào)的作用是供外部系統(tǒng)計(jì)算風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,還有當(dāng)風(fēng)扇出現(xiàn)異常停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),信號(hào)線輸出高壓信號(hào)反饋給系統(tǒng)報(bào)警。四、實(shí)驗(yàn)要求4）拆卸電機(jī)仔細(xì)觀察軸流風(fēng)扇用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，拆開(kāi)電機(jī)，注意不要損壞電機(jī)和PCB電路。5）分析電機(jī)結(jié)構(gòu)與電路分析電機(jī)的物理結(jié)構(gòu)以及控制驅(qū)動(dòng)電路的元件及工作原理，畫(huà)出電路原理圖。6）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。要求測(cè)量出電機(jī)的調(diào)速特性曲線、始動(dòng)電壓、電壓電流關(guān)系曲線。五、實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1、拆卸電機(jī)，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子的拆卸撕開(kāi)后面不干膠商標(biāo)，壓住轉(zhuǎn)子，用鑷子或尖嘴鉗從尾軸端部摳出軸塑料扣環(huán)，拔出轉(zhuǎn)子。定子拆卸定子是熱壓塑料固定的，需要從后尾用尖頭電烙鐵燙開(kāi)一圈才能拆下，易損壞，要小心，烙鐵不能燙的太深，以免損壞PCB板上的元器件。如果損壞，則根據(jù)對(duì)電路板的分析確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在完好的電機(jī)背后鉆孔，焊接檢測(cè)引線測(cè)量。轉(zhuǎn)子與風(fēng)扇葉片做成一體，風(fēng)扇葉片內(nèi)套有環(huán)形的永磁體。在轉(zhuǎn)子軸上套有一個(gè)彈簧，軸上有一圈凹槽，用來(lái)卡住塑料扣環(huán)?；魻栐椈奢S承定子固定在控制驅(qū)動(dòng)PCB板上，PCB板固定在風(fēng)扇架上。定子有四個(gè)繞組，實(shí)際為各繞串聯(lián)，最終形成NSNS的兩對(duì)極的單相系統(tǒng)。由于風(fēng)扇是單向供電的，所以要產(chǎn)生NSNS這樣兩對(duì)極，則必然相鄰的兩個(gè)繞組雖然通同向的電流，必需要反向繞制。按照理論知識(shí)來(lái)講，單相無(wú)刷直流電機(jī)氣隙磁路應(yīng)該是不對(duì)稱的，只有這樣才能獲得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，然而，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)磁路的不對(duì)稱。控制驅(qū)動(dòng)PCB板上有控制芯片LB1861M和LM393。此外霍爾元件穿透PCB板，以便能夠?qū)D(zhuǎn)子磁極方向檢測(cè)，并向驅(qū)動(dòng)芯片輸送控制信號(hào)。2、分析電機(jī)結(jié)構(gòu)和PCB電路。分析記錄電機(jī)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)測(cè)試PCB電路各焊點(diǎn)，繪制控制驅(qū)動(dòng)電路原理圖，分析控制原理。使用萬(wàn)用表測(cè)量PCB上各焊點(diǎn)，得到控制驅(qū)動(dòng)電路原理圖如上圖。主要元件有IC為驅(qū)動(dòng)控制芯片LB1861M，H為雙極性霍爾元件。輸入端的二極管用來(lái)防止電源反接以提高系統(tǒng)的安全性。通過(guò)查找LB1861的數(shù)據(jù)手冊(cè)，該電路的驅(qū)動(dòng)控制原理如下圖顯然，VCT與VRT比較，決定輸出電平的高低。通過(guò)控制VCT和VRT，就可以控制占空比，進(jìn)而控制繞組電壓，決定轉(zhuǎn)速。這就是系統(tǒng)調(diào)速的原理。然而我沒(méi)有研究明白的地方是，由于VCT（鋸齒波）和VRT（直流信號(hào)）都是隨VIN變化而變化，而VIN是隨VCC變化而變化，并且這所有的變化關(guān)系都不是線性的。所以，很難定量分析出系統(tǒng)的輸出占空比和系統(tǒng)輸入是線性關(guān)系。3、分析測(cè)試控制電路電氣特性。通過(guò)測(cè)試分析得到的電路圖，在霍爾元件的IN,IN以及LB1861的OUT1端OUT2焊接引線，在繞組端W1、W2焊接測(cè)試引線，用于示波器觀測(cè)。為了便于觀察，可以測(cè)量IN、IN間的波形，以及OUT1、OUT2間的波形。通過(guò)調(diào)節(jié)電壓源電壓大小，測(cè)試電機(jī)啟動(dòng)電壓。并測(cè)試控制芯片及霍爾元件的輸出信號(hào)。示波器探頭接RD與地，觀測(cè)RD信號(hào)。測(cè)試點(diǎn)的選擇1VCC8IN2GND9HALL直流偏置3VIN10RT4RD11CT5OUT112LM393電源6OUT213LM393同相輸入端電壓7IN藍(lán)線為OUT，綠線為VRT，黃線為VCTRD信號(hào)為與驅(qū)動(dòng)源同頻的方波，用于外部系統(tǒng)計(jì)算控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速以及判斷風(fēng)扇是否工作正常。黃色為霍爾信號(hào)，藍(lán)色為RD信號(hào)RD的頻率和霍爾信號(hào)頻率成正比，進(jìn)而和轉(zhuǎn)速成正比。RD信號(hào)干擾比較大。霍爾元件穿過(guò)PCB板，通過(guò)霍爾效應(yīng)，檢測(cè)轉(zhuǎn)子極性，產(chǎn)生IN、IN信號(hào)，輸出給LB1861。實(shí)際測(cè)得的波形并不是正弦波，而是如下圖IN和IN由于霍爾信號(hào)不是嚴(yán)格的正弦信號(hào)，所以對(duì)換相的準(zhǔn)確性會(huì)有影響。藍(lán)色為L(zhǎng)M393正電源，黃色為L(zhǎng)M393同相輸入端，綠色為霍爾偏置電壓以上三個(gè)信號(hào)均為直流量，并且與輸入VCC成正比。當(dāng)VCC47V時(shí)，N1260RPM，OUT信號(hào)波形如下當(dāng)VCC86V時(shí)，N1370RPM，OUT信號(hào)波形如下給定電壓增大，占空比增大，轉(zhuǎn)速提高。4、關(guān)于換相。換相是無(wú)刷直流電機(jī)一個(gè)很重要的問(wèn)題。紅色圓點(diǎn)為霍爾傳感器的位置顯然，霍爾信號(hào)頻率F1，電機(jī)轉(zhuǎn)速N，換相頻率F2的關(guān)系為F22F1,N30F1HALL信號(hào)和繞組電壓波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系下面，我們看一下實(shí)際測(cè)得的波形。綠色為HALL信號(hào)，藍(lán)色為繞組兩端電壓。換相之后，電壓反相顯然，由于繞組電壓波形很不理想，導(dǎo)致結(jié)果不是很明顯，應(yīng)當(dāng)說(shuō)，頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系還是能看出來(lái)的。由于HALL信號(hào)不是正弦波，導(dǎo)致?lián)Q相不準(zhǔn)確。加上一些我沒(méi)弄清楚的原因，結(jié)果繞組電壓波形與方波有一定差別。5、測(cè)試電機(jī)的機(jī)械特性?？紤]到電機(jī)繞組的電流無(wú)法直接測(cè)量，同時(shí)母線電流又有一部分供給了LM393和LB1861，所以，母線電流和繞組電流應(yīng)該有一定的差別。同時(shí)實(shí)際測(cè)得的母線電流波形波動(dòng)干擾很大，所以這里沒(méi)有分析有關(guān)電流的特性。在風(fēng)扇的一個(gè)葉片上粘貼一個(gè)小黃色膠布，如此可通過(guò)使用光電反射式轉(zhuǎn)速表測(cè)試電機(jī)轉(zhuǎn)速N。在啟動(dòng)電壓的基礎(chǔ)上逐步增加電壓至額定電壓，讀取并記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速N，驅(qū)動(dòng)電源頻率F。由電機(jī)本體物理結(jié)構(gòu)為兩對(duì)極的單相電機(jī)，且直流無(wú)刷電機(jī)為同步電機(jī)，可以得到轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系為N60F/2。誤差定義為（測(cè)量頻率速度測(cè)量轉(zhuǎn)速）/測(cè)量頻率速度。得到升壓時(shí)的機(jī)械特性表為電壓（V）轉(zhuǎn)速（RPM）控制信號(hào)頻率（HZ）速度與控制信號(hào)誤差4222167311950253383173592592860476626288804574264390211812709921859428219510211529829814312230871030101333228108037實(shí)驗(yàn)測(cè)得該風(fēng)扇的啟動(dòng)電壓約為42V。電機(jī)在啟動(dòng)電壓下工作時(shí)，轉(zhuǎn)速較低，電流小，轉(zhuǎn)矩也小，但是由于是風(fēng)扇類負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度的平方成比例，因而，轉(zhuǎn)速較低時(shí)負(fù)載也不會(huì)大，較小的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也是可以的。從表中可以看出速度與控制信號(hào)的誤差很小，即兩者之間無(wú)滑差，為同步電機(jī)。由于風(fēng)扇的控制系統(tǒng)為開(kāi)環(huán)控制，速度給定信號(hào)一直處于波動(dòng)狀態(tài)，所以通過(guò)示波器讀取控制信號(hào)頻率與光電反射式測(cè)速計(jì)測(cè)速測(cè)得的不是同一個(gè)速度值，會(huì)造成兩者有計(jì)算出的正負(fù)偏差。從數(shù)據(jù)上也可以看出在8V左右，誤差比較大，在降壓時(shí)測(cè)速時(shí)計(jì)算出的誤差也表明這兩個(gè)電壓位置誤差大，可能的原因有一，這兩個(gè)測(cè)速點(diǎn)上測(cè)速時(shí)，電機(jī)本身產(chǎn)生的震動(dòng)比較大，由于風(fēng)扇沒(méi)有固定，產(chǎn)生了震動(dòng)，造成測(cè)速不準(zhǔn)；二，芯片在這兩個(gè)電壓點(diǎn)附近控制出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能是霍爾提供的控制信號(hào)與驅(qū)動(dòng)芯片輸出的驅(qū)動(dòng)量不一致造成。從圖上可以看出，電壓與轉(zhuǎn)速近似成線性關(guān)系，也說(shuō)明了電壓與頻率成等比例關(guān)系。在額定電壓的情況下，逐步降低電壓至初試運(yùn)轉(zhuǎn)電壓，讀取并記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速N，驅(qū)動(dòng)電源頻率F。電壓（V