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常见问题:开关磁阻电机的驱动如何工作?

通过Zak Khan.|2016年8月15日

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Dyson-Viruum-Firects-Switched-ultuce-Motor开关磁阻电机是一种步进电机,它通过使用磁阻将功率传递到其定子(而不是转子),从而使用机械力输出。这是磁通量的磁动势。

开关磁阻电机使用与其他步进电机配对的驱动器不同。这是因为开关磁阻电动机具有非线性磁性行为 - 如详细说明常见问题:交换磁阻电机如何与其他步进电机不同 - 除了需要闭环控制之外吗?

stepper-drives-FAQ-11-motor-reluctance-1-1但是当正确驱动时,它们会输出高速和可靠的操作。

一个不同的是开关磁阻电动机的驱动器必须补偿扭矩纹波。传统设置还需要位置反馈和传感器。在这里,传感器最终使整个设计更昂贵......因此一些更新的控制运行算法,用于在没有传感器的情况下驱动开关磁阻电动机的运行算法。

开关磁阻驱动基础知识

典型的开关磁阻设置包括四个组件 - 电机,电源转换器,逻辑电路和传感器。用于开关 - 磁阻电动机的电源转换器每相绕组只需要一个开关串联,因为扭矩与电流极性无关。每个阶段都是独立的,因此一个人的失败不会让整个电机下降。有几种转换器:

stepper-drives-FAQ-11-motor-reluctance-1-2

这是三个阶段的示例非对称桥接器转换器。

不对称桥转换器每个阶段涉及打开两个开关。如果电流变得太高,则关闭这些开关。

该配置将电动机相位绕组中的能量存储在电动机的相绕组中,以保持在相同方向上的电流直到它耗尽。

(n+1)开关和二极管比非对称桥式转换器效率更高。

这是因为这种配置允许电源设备共享开关操作。(n+1)当相重叠时确实有限制控制。

stepper-drives-FAQ-11-motor-reluctance-1-3

这种配置被称为(n+1)开关和二极管,因为有三个阶段,但有四个开关和四个二极管。

双线驱动器包含双线绕组。双线是指缠绕在一个共同芯线上的两根线。

插入这些绕组允许电路恢复磁能。开关中的电压可以高于电压源的电压。然而,双管绕组是复杂的。

一个C-dump转换器还恢复了能量。它包含电容器,可以将存储的磁能重新发送回DC源。此设置使用最少量的电源开关,允许独立相位控制。

然而,由于电容器和电源之间的电压差,存在有限换相的缺点。任何在电容器和连接之间循环的能量都会在开关磁阻电机本身造成额外的损耗。

stepper-drives-FAQ-11-motor-reluctance-1-4

这里示出的双流绕组恢复磁能。

传感器是开关磁阻电动机驱动器的另一个组件。这些可以作为各种编码器。

有关各种编码器的讨论,请阅读:

问:绝对编码器和增量编码器之间的区别是什么?

常见问题:如何使用增量编码器与步进电机?

常见问题:为什么这么多的设计师用编码器替换分解器?)

当将传感器和驱动电路组合在一起时,可以采用多种控制方法。小心地控制电流使扭矩-速度曲线平滑。随着新的控制方法的不断涌现,更好的控制特性也成为可能。关于这个话题,请阅读FAQ:如何使驱动器很快使开关磁阻电机更常见?

有关开关磁阻电机的更多信息

悉尼科技大学:开关磁阻电机

德州仪器:开关磁阻电机控制-基本操作和使用TMS320F240的例子

运动控制提示


了下:运动控制提示


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