什么是电机的极数和槽数?
【第7集】② 正弦波驱动的转矩脉动、正弦电流的时序和相位变化、超前角控制(超前角调整)、正弦波驱动的各种波形 - 电源设计电子电路基础电源技术信息网站_罗姆电源设计R课堂 (rohm.com.cn)
下面为您介绍表示电机特点的术语——极数和槽数以及相关的机械角度和电角度。
电机可用诸如“极数”、“槽数”这类数值来表示电机的特点。极数是指转子的磁极数。严密地讲,槽数是指下图中“凹槽”的空间数量,但在集中绕组电机中,如图所示,是在每个齿上分别缠绕一组线圈,因此其槽数与线圈数相同。顺便提一下,虽然在下图中没有显示,不过还有一种被称为“分布绕组”的跨多个齿绕线的方式。
什么是电机的机械角度和电角度?
现在,由前述的极数差异而产生了机械角度和电角度(电周期)的概念。见文知意,“机械角度”就是电机旋转一圈的空间几何角度。转子轴从某个位置开始旋转并返回到原位置的角度是360度。而电角度则是将对绕组(线圈)施加电压的开关的一个切换周期视为360度(后续会具体介绍)。
再稍微提一下,如果是2极3槽的电机,那么其机械角度和电角度是一致的(参见下图)。而如果是4极6槽,则其机械角度是360度,其电角度是两个周期(也可以表达为“当机械角度为180度时,电角度达到360度”,或者说“在一个电周期内转子只转半圈”)。
电机的转速多用单位r/min表示(表示每分钟旋转了多少圈用rpm来表示,有时也写作min-1。),另外,也用角度来表示转子的位置和位置检测器的位置,这些都是基于机械角度的表达。另一方面,电机驱动器输出的电信号则是基于电角度的,因为电信号源于开关一个切换周期的反复。
无刷电机中的霍尔器件(霍尔IC):
电机需要根据转子的位置改变电磁体的磁极。在有刷电机中,由电刷和换向器担负着这个作用,但在没有电刷和换向器的无刷电机中,需要有能够替代它们的功能。在这里,简要介绍一下霍尔器件,它是检测转子位置的手段之一。
在电机中使用时,需要将霍尔器件安装在电路板上可以检测转子磁极的位置。假设每60度电角度改变一次开关模式,那么按照电角度计算,需要以120度电角度间隔安装总共3枚霍尔器件。如果每隔120度放置1枚霍尔器件,那么可以通过3枚器件的信号判定六个位置,也就是每60度的转子位置
最近出现了不使用霍尔器件的驱动方法“无传感器驱动”,还有使用1枚霍尔器件的方法,如AS5600,AS5048A,请大家找机会了解一下。
内转子无刷:
外转子电机:
IIC多路PWM方案: