【導(dǎo)讀】繼上一篇文章的三相全波無刷電機(jī)外觀和三相全波無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)之后，本文將介紹三相全波無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理。下面將按照步驟①～⑥來說明無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理。為了易于理解，這里將永磁體從圓形簡化成了矩形。
三相全波無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理
下面將按照步驟①～⑥來說明無刷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理。為了易于理解，這里將永磁體從圓形簡化成了矩形。
① 在三相線圈中，設(shè)線圈1固定在時(shí)鐘的12點(diǎn)鐘方向上，線圈2固定在時(shí)鐘的4點(diǎn)鐘方向上，線圈3固定在時(shí)鐘的8點(diǎn)鐘方向上。設(shè)2極永磁體的N極在左側(cè)，S極在右側(cè)，并且可以旋轉(zhuǎn)。
使電流Io流入線圈1，以在線圈外側(cè)產(chǎn)生S極磁場。使Io/2電流從線圈2和線圈3流出，以在線圈外側(cè)產(chǎn)生N極磁場。
在對線圈2和線圈3的磁場進(jìn)行矢量合成時(shí)，向下產(chǎn)生N極磁場，該磁場是電流Io通過一個(gè)線圈時(shí)所產(chǎn)生磁場的0.5倍大小，與線圈1的磁場相加變?yōu)?.5倍。這會產(chǎn)生一個(gè)相對于永磁體成90°角的合成磁場，因此可以產(chǎn)生最大扭矩，永磁體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置減小線圈2的電流并增加線圈3的電流時(shí)，合成磁場也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，永磁體也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
② 在旋轉(zhuǎn)了30°的狀態(tài)下，電流Io流入線圈1，使線圈2中的電流為零，使電流Io從線圈3流出。
線圈1的外側(cè)變?yōu)镾極，線圈3的外側(cè)變?yōu)镹極。當(dāng)矢量合成時(shí)，產(chǎn)生的磁場是電流Io通過一個(gè)線圈時(shí)所產(chǎn)生磁場的√3（≈1.72）倍。這也會產(chǎn)生相對于永磁體的磁場成90°角的合成磁場，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置減小線圈1的流入電流Io、使線圈2的流入電流從零開始增加、并使線圈3的流出電流增加到Io時(shí)，合成磁場也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，永磁體也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
※假設(shè)各相電流均為正弦波形，則此處的電流值為Io × sin(π⁄3)=Io × √3⁄2 通過磁場的矢量合成，得到總磁場大小為一個(gè)線圈所產(chǎn)生磁場的(√3⁄2)2×2=1.5 倍。當(dāng)各相電流均為正弦波時(shí)，無論永磁體的位置在哪，矢量合成磁場的大小均為一個(gè)線圈所產(chǎn)生磁場的1.5倍，并且磁場相對于永磁體的磁場成90°角。
③在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)了30°的狀態(tài)下，電流Io/2流入線圈1，電流Io/2流入線圈2，電流Io從線圈3流出。
線圈1的外側(cè)變?yōu)镾極，線圈2的外側(cè)也變?yōu)镾極，線圈3的外側(cè)變?yōu)镹極。當(dāng)矢量合成時(shí)，產(chǎn)生的磁場是電流Io流過一個(gè)線圈時(shí)所產(chǎn)生磁場的1.5倍（與①相同）。這里也會產(chǎn)生相對于永磁體的磁場成90°角的合成磁場，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
④～⑥ 以①～③相同的方式旋轉(zhuǎn)。
這樣，如果不斷根據(jù)永磁體的位置依次切換流入線圈的電流，則永磁體將沿固定方向旋轉(zhuǎn)。同樣，如果使電流反向流動(dòng)并使合成磁場方向相反，則會逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
下圖連續(xù)顯示了上述①～⑥每個(gè)步驟的每個(gè)線圈的電流。通過以上介紹，應(yīng)該可以理解電流變化與旋轉(zhuǎn)之間的關(guān)系了。
關(guān)鍵要點(diǎn):
?三相全波無刷電機(jī)通過三個(gè)線圈的電流流入和流出使磁場發(fā)生變化，從而使三相全波無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
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