在梯形电流驱动电动机中,驱动电流和反电动势均呈梯形形状(在正弦波驱动电动机的情况下为正弦形)。通常,在汽车和机器人技术(混合动力汽车和机器人手臂)中使用额定48 V(或以下)的电动机。
转子
无数电机的转子部分由永磁体(通常是稀土合金磁体,例如钕(Nd),Sa钴(SmCo)和钕,铁氧体和硼的合金(NdFeB))组成。
根据应用,极数可以在2到8个之间变化,北极(N)和南极(S)交替放置。下图显示了磁极的三种不同布置。在第一种情况下,磁体放置在转子的外周上。
第二种配置称为电磁嵌入式转子,其中矩形永磁体嵌入转子的铁心中。在第三种情况下,将磁体插入转子的铁芯中。
位置传感器(霍尔传感器)
由于无刷电机中没有电刷,因此换向是电子控制的。为了使电动机旋转,必须顺序地给定子绕组通电,并且必须知道转子的位置(即转子的北极和南极)才能精确地给一组特定的定子绕组通电。
通常使用霍尔传感器(根据霍尔效应原理工作)的位置传感器来检测转子的位置并将其转换为电信号。大多数BLDC电机使用三个霍尔传感器,这些传感器嵌入到定子中以检测转子的位置。
霍尔传感器的输出将是高电平还是低电平,这取决于转子的北极是南极还是北极附近。通过组合三个传感器的结果,可以确定通电的确切顺序。
工作过程原理
考虑以下在定子A,B和C中设置三个绕组的过程。为了便于理解,让我们用单个磁体替换转子。
我们知道,当通过线圈施加电流时,会产生磁场,而磁力线的方向(即所产生的磁体的磁极)将取决于流过线圈的电流方向。
使用此原理,如果我们向线圈A提供电流,则它将产生磁场并吸引转子磁铁。转子磁铁的位置将沿顺时针方向稍微偏移,并与A对齐。
如果现在使电流一个接一个地流过线圈B和C(按此顺序),则转子磁体将沿顺时针方向旋转。