上海盛霞為您介紹直流風扇電機

來源:盛霞光電發布時間:2019-09-30瀏覽次數:0次

上海盛霞為您介紹直流風扇電機

直流風扇電機的種類

  


     直流風扇電機一般包括了兩個主要部分:電機本體和控制器。根據電機本體和控制方式的不同又可細分為:

⑴     刷直流電動機(BLDC)或稱為矩形波永磁同步電動機;

⑵     磁同步電動機(PMSM)或稱為正弦波永磁同步電動機。



    這兩種電機本體外觀相似,定子為三相電樞繞組,一般為星形聯接,轉子為永磁轉子。BLDC的轉子位置一般采用霍爾傳感器來檢測,而PMSM轉子位置一般采用無位置傳感器算法進行檢測。BLDC反電勢波形是一個梯形波,PMSM反電勢波形是一個正弦波。目前部分機型室外風扇電機已采用效率更高的“直流電機”—正弦波永磁同步電機,這種電機類似于直流變頻壓縮機電機。

無刷直流電機工作原理

  

    無刷直流電機轉速是通過調節在電樞繞組兩端的電壓值進行調節。無刷直流電動機逆變器里的六個功率開關器件都是高頻率開關元件,一般為20KHz,通過控制它們在每個周期里的導通時間長短,來控制施加在電樞繞組兩端電壓的有效值大小,從而進行轉速的控制。這種調速方式專業術語為PWM調速。



     直流風機工作原理與直流壓縮機基本相同,只是PWM電壓波形形成電路做到電機內部;Vc為高壓直流供電部分提供的直流電源,供風機繞組工作使用,300V左右,由于用戶電源電壓有高有低,因而Vc實際在200V-375V之間;+15V電壓為風機內電路板的工作電源電壓;Vsp為風機轉速控制信號,室外主控芯片發出的外風機風速控制信號為+5V的脈沖數字信號,經過“數字/模擬”轉換電路,轉換成大電壓+15V的模擬信號,即Vsp,控制電機內電路板以產生PWM電壓波形;風速反饋信號為4脈沖或12脈沖/轉,脈沖幅值+15V,因主控板芯片工作電壓為+5V,因此需在電源板上將其轉換成+5V的信號后,才能供給外主控芯片以檢測外風機轉數。

 

無刷直流電機結構

  

    目前兩款具代表型號是FW30G-ZL和FN10B-ZL。前者為室外風機,后者為室內風機。電機內部三相繞組,每齒繞制方向需同向,匝數相等,每相間隔兩齒繞制,后三個尾巴相接,三個頭接驅動板。轉子為8極注塑磁環。

直流電機的調速方法

  

1) 改變電區電壓U:由額定電壓向下調低,轉速也由額定轉速向下調低,調速范圍大。

2) 改變磁通量Φ(即改變ke):改變激磁回路的電阻可改變Φ。由于激磁回路電感大,電氣時間常數大,調速快速性差,轉速只能由額定轉速向上調高。

3) 在電樞回路中串聯調節電阻。轉速只能調低,銅耗大,不經濟。

 

直流電機的啟動、停止和制動控制

  

1) 啟動方式:



直流電機從接入電源開始,電樞由靜止開始轉動到額定轉速的過程,稱為啟動過程。

要求啟動時間短、啟動轉矩大、啟動電流小。啟動的要求是矛盾的,比如,用逐漸提升供電電壓實施軟起動,來降低起動電流,但啟動時間又會加長;加大啟動轉矩,又勢必增大的啟動電流等。因而要根據實際應用和配置情況,對啟動問題綜合考慮。



a、直接啟動。只適用于小型直流電機。啟動方法是先給電機加勵磁,并調節勵磁電流達到大,當勵磁磁場建立后,再使電樞繞組直接加上額定電壓,電機開始啟動。在啟動過程中,電樞中大沖擊電流,稱為啟動電流。直流啟動,因啟動電流大,電氣和機械沖擊大等缺點,應用較少;



b、早期采用變阻器啟動,電動機在啟動時在電樞回路中串入變阻器,用接觸器觸點切換電阻只數,限制啟動電流。將啟動電流限制在2位額定電流以內。后期采用晶閘管電子電力技術,用改變電樞電壓的方式實現了軟起動。

2) 停止方式:



a、自由停車:直流電機的電源關斷后,電機按運轉慣性自由停車;

b、施加制動(剎車)措施,如機械抱閘剎車、能耗制動、反接制動等使其快速停車。



3)制動方式:



電動機的電磁轉矩方向與旋轉方向相反時,就稱為電動機處于制動狀態。

制動的目的:使電動機減速或停車、限制電動機轉速的升高(如電車下坡)。

機械抱閘制動也是一種制動(剎車)方式,但不屬電機運行特性的范疇。屬于電機運行特性的制動方式和方法有以下四種,有時也統稱為電磁制動方式。



a、能耗制動:指運行中的直流電機突然斷開電樞電源,然后在電樞回路串。

入制動電阻,使電樞繞組的慣性能量消耗在電阻上,使電機快速制動。由于電壓和輸入功率都為0,所以制動平衡,線路簡單;



b、反接制動:為了實現快速停車,突然把正在運行的電動機的電樞電壓反接,并在電樞回路中串入電阻,稱為電源反接制動。制動期間電源仍輸入功率,負載釋放的動能和電磁功率均消耗在電阻上,適用于快速停轉并反轉的場合,對設備沖擊力大。



c、倒拉反轉反接制動適用于低速下放重物。制動時在電路串入一個大電阻,此時電樞電流變小,電磁轉矩變小。由于串入電阻很大,可以通過改變串入電阻值的大小來得到不同的下放速度。

反接制動時,切換極性相反的電源電壓,使電樞回路內產生反向電流:反接制動時,從電源輸入的電功率和從軸上輸入的機械功率轉變成的電功率一起消耗在電樞回路制動電阻上。



d、回饋制動:電動狀態下運行的電動機,在某種條件下會出現由負載拖動電機運行的情況,此時出現nn0、EaU、Ia反向,電機由驅動變為制動。從能量方向看,電機處于發電狀態--回饋制動狀態。正向回饋:當電機減速時,電機轉速從高到低所釋放的動能轉變為電能,一部分消耗在電樞回路的電阻上,一部分返回電源; 反向回饋:電機拖位能負載(如下放重物)時,可能會出現這種狀態。重物拖動電機超過給定速度運行,電機處于發電狀態。電磁功率反向,功率回饋電源。



在實際應用中,很多情況下采用機械(抱閘)制動結合電磁制動的方法來進行制動,即先通過電磁制動將電機轉速降到一個比較低的速度(接近零速),然后再機械抱閘制動,這樣既避免了機械沖擊又有比較好的制動效果。

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