無刷直流電機相序測定的實用方法
三相星形連接的無刷直流電機,其繞組等效模型如圖1所示。做如下假設,無刷電機三相完全對稱,磁路不飽和,不計磁滯和渦流損耗。三相繞組的電壓平衡方程則如式(1)所示:
其中uA,uB,uC為相電壓,e為各相繞組反電動勢,i為流過各相繞組的電流,uN為三相繞組中點電壓。L為三相繞組互感與自感的合成電感。
在無刷電機三相繞組均為開路的情況下,即iA=iB=iC=0,我們可以得到下面的結論。
其中uBA和uCA為三相繞組的線電壓。從式(2),式(3)中可以看到,在三相繞組開路的情況下,上面的兩個量可以用反電動勢表示。
對于反電動勢的相位關系,由圖3中做進一步的推導,可以得出如圖4所示的相位關系。依據(jù)這一相位圖,可以清楚地分辨出各位置傳感器與各相繞組間的相位關系,三相繞組間的電位關系也可以判定,根據(jù)圖4同樣可以測定三相繞組間的關系。
對于60°安裝的位置傳感器可以按照上面的方法得出類似的相位圖,用于測定相序。
4 實驗驗證
使用一臺無刷直流電機來驗證前文提出的方法。實驗電機型號為:57BL-3030H1-LS-B。額定轉速為3 000 rpm,極對數(shù)為5,采用開關霍爾傳感器作為位置傳感器,位置傳感器為120°安裝方式。
在實驗中,首先確定任一繞組作為A相參考繞組,轉動電機,用示波器測量另外兩相與A相間線電壓的相位關系,得到的線電壓波形如圖5所示。對比圖4,兩個線電壓波形的相位領先的則為uBA,據(jù)此可以快速確定B相和C相。
然后以銘uBA為參考相位,分別測量三個霍爾傳感器與uBA的相位關系,其中一個波形如圖6所示。對比圖4,可以確定此位置傳感器為A相繞組所對應,另兩個位置傳感器以同樣的方法確定。
5 結語
本文提出僅通過對電機進行簡單測量即可快速有效確定無刷直流電機相序的測定方法,實驗驗證了該方法是有效的。
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