直流無刷電機及驅(qū)動器介紹

1、技 術(shù) 部直流無刷電機及驅(qū)動器介紹 -培訓(xùn)講義 編制/整理：徐興強日期：2010-5-5一、 產(chǎn)品技術(shù)特點1）既具有AC電機的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維護方便等；2）又具有DC電機的優(yōu)點：調(diào)速性能好，運行效率高，無勵磁損耗等；3）同時，與DC有刷電機比較：無接觸磨損，無火花，低噪音，無輻射干擾等；4）再有，與伺服電機比較：控制/驅(qū)動原理較簡單，可靈活多變，且成本較低；有較高的成套性價比，實用性很強。主要缺陷：低速啟動時，有輕微震動；但不會失步（比較于步進電機）。二、 主要應(yīng)用方面1）在精密電子設(shè)備和器械中的應(yīng)用 如：電腦硬盤的主軸驅(qū)動，激光打印機，復(fù)印機，醫(yī)療器械，衛(wèi)星太陽能帆板驅(qū)動，醫(yī)療監(jiān)

2、控設(shè)備等。2）在家用電器中的應(yīng)用 如：空調(diào)器、洗衣機、電熱器、吸塵器、電風(fēng)扇、攪拌機等。3）在電瓶車/牽引機中的應(yīng)用 4）在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用 如：工業(yè)縫紉機、紡織印花機、等等；5）在軍事工業(yè)和航空航天中的應(yīng)用三、 特殊功能與性能分析# 典型特性曲線，如下： #由以上特性曲線可知：1） 電機的最大轉(zhuǎn)矩為啟動和堵轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩；2） 在同一轉(zhuǎn)速下，改變供電電壓，可以改變電機的輸出轉(zhuǎn)矩；3） 在相同轉(zhuǎn)矩時，改變供電電壓，可以改變電機的轉(zhuǎn)速。即：在驅(qū)動電路中，通過PWM方式改變供電電壓的平均值，在保證轉(zhuǎn)矩不變的情況下，可以實現(xiàn)對電機的平穩(wěn)調(diào)速。#BLDC與AC交流感應(yīng)式電機相比，具有如下優(yōu)點：1） 轉(zhuǎn)子采

3、用永磁體，無需激勵電流。故，同樣的電功率，可以獲得更大的機械功率；2） 轉(zhuǎn)子無銅損，無鐵損，發(fā)熱更小；3） 啟動、堵轉(zhuǎn)時力矩大，更適合于閥門打開、關(guān)閉瞬間需要力矩大的場合；4） 電機的輸出力矩與工作電壓、電流成正比，從而可以簡化力矩的檢測電路，并更加可靠；5） 利用PWM調(diào)制方式改變供電電壓的平均值，可以實現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速，使調(diào)速、驅(qū)動功率電路更加簡單，綜合成本降低；6） 利用PWM調(diào)低供電電壓來啟動電機，可以有效減小啟動電流；7） 采用PWM調(diào)制的直流電壓，相對于正弦交流電壓，電磁輻射更小，對電網(wǎng)的諧波干擾更小；8） 采用閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制電路，可在負載力矩變化時，保持電機的轉(zhuǎn)速不變。 #BLDC的特殊

4、功能和性能綜述：1） 開關(guān)閥的速度可調(diào)由上曲線，BLDC啟動時力矩大，有利于閥門打開、關(guān)閉瞬間需要力矩大的場合；且可以實現(xiàn)無級調(diào)速。2） 分段變速運行：適于不同的行程段有不同的運行速度要求之場合。3） 柔性開啟和關(guān)閉 從最低檔逐漸升速，直到用戶設(shè)定值；可以降低啟動電流，減小減速齒輪的撞擊等。4） 自動變速：由給定值和反饋值比較后形成偏差值，進行自動調(diào)節(jié)。5） 無摩擦制動：不需要專門的制動電路或裝置。電機斷電后，轉(zhuǎn)子動能通過定子線圈轉(zhuǎn)化成電能，若將輸出短路，則該電能將會對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動作用，使電機立刻停止。6） 力矩檢測和過力矩保護通過檢測直流電機的電流來計算輸出力矩，使檢測電路簡單、可靠。四、

5、馳卡沙（TSUKASA）電機介紹參見馳卡沙產(chǎn)品手冊TG-99、TG-22系列。五、 AT-10K /AT-30K驅(qū)動器介紹參見艾而特AT-10K/AT-30K產(chǎn)品規(guī)格書（見后面附件）六、 市場業(yè)務(wù)宣導(dǎo)與推廣建議1）替代AC異步電機場合： 重點突出：低速平穩(wěn)特性，無勵磁損耗，體積小，高效率，發(fā)熱少，節(jié)能減排等環(huán)保優(yōu)點。2）替代DC有刷電機場合： 重點突出：無換向碳刷，無滑環(huán)摩擦，無損耗，無火花、噪音和電磁干擾；使用壽命長等優(yōu)點。3）競爭伺服電機的場合： 重點突出：較高的性價比和產(chǎn)品實用性，簡單的控制原理和實現(xiàn)方法，避免在某些場合出現(xiàn)“大馬拉小車”的資源浪費情況，避免系統(tǒng)工程師在設(shè)計選型時，由AC

6、電機直接上升到伺服電機的“跳級”現(xiàn)象。正確導(dǎo)向應(yīng)是：AC電機-DC電機（無刷）-伺服電機4）配套驅(qū)動器的產(chǎn)品特點 重點突出：控制方案靈活多變，配套型號規(guī)格齊全，通用性和兼容性強，自主設(shè)計開發(fā)可行性強，維修方便等。產(chǎn) 品 規(guī) 格 書產(chǎn)品名稱：直流無刷電機驅(qū)動器（PCB組件）產(chǎn)品型號：AT-10K / AT-30K文件編號：當(dāng)前版次：B版發(fā)行范圍：公司內(nèi)部 / 業(yè)務(wù)客戶 生效日期：2010年5月10日編制/日期：李軍華 / 2010-5-6核準(zhǔn)/日期：徐興強 / May8, 20101.0 功能特點l 工業(yè)級MCU控制，運行穩(wěn)定、可靠；l 啟動、停止、換向、無級調(diào)速功能；l 過電流保護功能；l 接

7、口簡便，有較高的產(chǎn)品性價比。2.0 主要應(yīng)用AT-10K：專業(yè)配套TSUKASA /TG-22系列電機或同等規(guī)格的其它品牌電機（BLDC）。AT-30K：專業(yè)配套TSUKASA /TG-99系列電機或同等規(guī)格的其它品牌電機（BLDC）。3.0 技術(shù)規(guī)格AT-10K（配套馳卡沙TG-22）：序 號項 目規(guī) 格 描 述備 注1.電源電壓DC12V / DC24V ±10% +/-極性2.消耗電流（空載）DC60mA max. at DC24V控制電路3.輸出電流（帶負載能力）DC2.0A max. at DC24V4.調(diào)速范圍500rpm min.5.過電流保護負載電流保護閥值2.0A，

8、并自復(fù)到允許值堵轉(zhuǎn)或故障時6.使用環(huán)境條件溫度：0-+40 濕度：85%RH以下7.保存環(huán)境條件溫度：-10-+60 濕度：85%RH以下8.外形尺寸67.0mm x 44.0mm x 28.0mm max.9.產(chǎn)品重量50g以下AT-30K（配套馳卡沙TG-99）：序 號項 目規(guī) 格 描 述備 注1.電源電壓DC12V/DC24V ±10% +/-極性2.消耗電流（空載）DC60mA max. at DC24V控制電路3.輸出電流（帶負載能力）DC3.0A max. at DC24V4.調(diào)速范圍70rpm min.5.過電流保護負載電流保護閥值3.0A，并自復(fù)到允許值堵轉(zhuǎn)或故障時6

9、.使用環(huán)境條件溫度：0-+40 濕度：85%RH以下7.保存環(huán)境條件溫度：-10-+60 濕度：85%RH以下8.外形尺寸67.0mm x 44.0mm x 28.0mm max.9.產(chǎn)品重量50g以下第1頁 共2頁4.0 接線端子示意圖AT-10K: AT-30K: 接口定義如下：J1：Vm / GND ：DC12V-24V供電電源，Vm接DC+，GND接DC-J2：U / V / W ：接馬達3相驅(qū)動電源 a / b / c ： 接馬達的3個位置傳感器（HALL） +5V / GND：接馬達霍爾傳感器供電電源 J3：S（Speed）：調(diào)速信號輸入，模擬量，0.5V4.5VDC連續(xù)可調(diào)； ST（Stop）：急停信號輸入，開關(guān)量，低電平（接地）有效； D（Direction）：換向信