无刷直流电动机的基本结构与特点

1.无刷直流电动机的实物

无刷直流电动机的实物外形如图5-17所示。

图5-17 无刷直流电动机

2.无刷直流电动机的基本结构、特点

无刷直流电动机的基本结构、特点见表5-9。

表5-9 无刷直流电动机的结构及特点

3.无刷直流电动机的运转和调速

检测转子的位置有两种方法：一是利用电动机内部的位置传感器（通常为霍尔元件）提供的信号；二是检测出无刷直流电动机绕组的电压，利用采样信号进行运算后得出。由于压缩机电动机无法安装位置传感器，所以直流变频空调的压缩机都采用后一种方法检测转子的位置。

运转和调速的电路框图及解释，如图5-18所示。(www.xing528.com)

CPU输出控制压缩机转速的信号，作用于变频控制电路，变频控制电路输出6路控制信号，控制驱动器中6个大功率开关管按设定的规则导通和截止。规则是，任一时刻A₁、B₁、C₁这一组和A₂、B₂、C₂这一组都只能各导通1个，即任一时刻只导通2个开关管（且A₁、A₂不能同时导通，B₁、B₂不能同时导通，C₁、C₂也不能同时导通）。

图5-18 无刷直流电动机运转和调速的电路框图

例如，当转子在某一位置，转子的位置检测信号传给CPU，使A₁、B₂两个晶体管导通，直流电由正极，依次流经晶体管A₁、电动机U相绕组、电动机V相绕组、晶体管B₂，回到负极，U相和V相两相绕组通电，驱动转子运转（另一相线圈即W相不通电，但有感应电压，该感应电压可以用作该位置的位置检测信号）；当转子转过120°时，其位置感应信号传给CPU，CPU输出控制信号，使B₁、C₂两个晶体管导通，直流电由正极流经晶体管B₁、电动机V相绕组、W相绕组、晶体管C₂，到电源负极（U相绕组不通电，感应电压当作该位置的位置检测信号）；转子再转过120°时，则晶体管C₁、A₂导通，直流电由正极流经晶体管C₁、电动机W相绕组、U相绕组、晶体管A₂，到电源负极（V相绕组的感应电压当作该位置的位置检测信号），如此周期性循环。总之，驱动器输出的是断续的、极性不断改变的直流电。

加在绕组上的平均直流电压越高，电动机转速越快。加在每相绕组的电压如图5-19所示。

图5-19 加在无刷直流电动机绕组上的电压（规定U、V、W点的电动势高时，电压为正）

4.应用示例

直流变频空调器实质上就是压缩机采用了无刷直流电动机。全直流变频空调器就是压缩机、室内风机、室外风机都采用了无刷直流电动机。