转子问气隙均匀一致1电动机电子控制电路3由电动机电子电路来本文研究的无刷直流变频调速电动机主要应用在电冰箱一一压缩机上,直流变频调速
直流无刷变频调速电动机技术特点及在冰箱压缩机上的应用熊文华，吴景华，黄卫华，邵建清，万斌(华意压缩机股份有限公司，江西景德镇市333001)摘要：本文介绍了使用钕铁硼永磁材料制作的直流无刷(BLDCM)变频调速电动机的基本结构、技术特点及工艺要求；同时，对直流无刷变频调速电动机在电冰箱一一压缩机上的应用等方面也进行了相关研究与试验，取得了较好的效果。关键词：钕铁硼；直流无刷变频调速电动机；电子控制电路；反电势；高温试验；节能l直流无刷变频调速电动机按Y—Y星型法连接，电枢绕组为单层分布式短距绕组，L．1电动机永磁材料的选用而不是采用典型的2极单相绕组正交分布。转子由低铁随着钕铁硼等稀土永磁材料的发现及广泛应用，损的高档牌号硅钢片叠压焊接而成，转子外径圆周上人们逐渐认识到它的巨大潜能，由于稀土永磁材料的固定有两对圆弧钕铁硼永磁钢磁极，圆弧钕铁硼外圆嗷能积比较高，如果将稀土永磁材料应用在电动机上，周上套有一均匀光滑不锈钢套筒以保证定、转子问气籽会大大提高电动机的效率。为了提高电冰箱一一压缩隙均匀一致。饥的节能效果，人们已经开始研制用直流无刷变频调1．3电动机电子控制电路速电动机替代传统的单相电机，首先选用能适应电冰由电动机电子电路来控制电动机的起动和运行。箔一一压缩机内高温恶劣环境下能长久工作的钕铁硼稀电子控制是采用IGBT管集成数字电路进行智能控制，土永磁材料。这种材料在普通钕铁硼永磁材料中再加由于IGBT管是将MosFET和GTR两管优点集于一身的一些稀有金属，使钕铁硼磁性能特性保持非常稳定，另复合器件，具有非常明显的如输入阻抗高、速度快、热外材料表面还需镀一层保护膜，以满足与冷冻机油、制稳定性能好、能承受高电压、高电流等技术优势，使电冷剂相容性的要求。动机的起动和运行具有直流有刷的线为我们选用的一种钕铁硼永磁材料型号的一些性。基本物理特性。1．2电动机结构2技术特点研究电动机定子冲片槽形设计为半闭口平底槽，槽数直流无刷变频调速电动机实质是具有交流特性的为24，槽且大小一致，定子绕组为三相绕组，三相绕组永磁同步电动机，通过集成芯片程序来控制逆变器的．5可看出，在5oHz
3V，经A4变换后为uA4
3V，该电压大于比较器A的整定值时，单稳延时触发电路动’3／＼怍，延时o．5s左右使继电器K2动作，发出报警信号或l．、使发电机解列。／‘＼＼＼’-1’、、～一～L—L6结论?本文对相复励旋硅式无刷励磁同步电机的旋硅整00。’0000。。0000(H。)流管监测电路进行了分析与设计，并在实际的柴油发困5短路状态频率一一电压输出特性曲线圈电机组中得到了应用。该监测装置实现了对发电机励参考文献：暾系统的旋转硅进行实时监测，提高了励磁系统的安【．1】陈文纯，电机瞬变过程【M】机械工业出版社，1982年5全性，保证了机组的安全运行。在运行中，该装置有些【2】李清泉，黄昌宁，集成运算放大器原理与应用【M】问题还要不断完善和改进。如在负荷较轻，励磁电流较科学出版社1980年．少时，若发生旋硅整流管开路的情形，该装置怎样正确【3】广东省柴油机发电专业委员会，柴油发电机姐技术判断故障等问题，这是我们今后还要继续研究的课题。手册【M】华南理工大学出版社，1994年12月◆n￡L￡HI瞄^L日用电■⋯一一一一一一一一一一一～～一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一～～一～～一一I1nnIi口n口e维普资讯钕铁硼永磁材料物理特性点与转子位置有固定 的 相 位 关 系 ， 就 可 以 准 确 判 定 电 麓 剩磁密度 ( mT) 415～430 动 机 的 转 子 位 置 。 在 转 子 永 磁 磁 场 旋 转 时 ， 定 子 绕 组 中 矫顽力 ( kj ／m) 275～3OO 同 样 会 产 生 感 应 电 动 势 ， 逆 变 器 电 流 的 换 相 可 通 过 检 譬 内禀矫顽力 (kj／m) 31O～335 坝U 疋 丁 玩 驵 及 电 到 赳 夸 l 目 lJ 刘 坦 将 丁 水 僦 僦 切 币U ，珊 珊 4-75 最大 磁 能积 (kj ／ma ) 32～36 居里温度 ( ℃) 420 450 旋 转 磁 场 是 保 持 同 步 的 。 B L D C M 启 动 和 位 置 控 制 系 统 见 密度 ( g／cm。) 4．5 ～5．1 图 1 。 电阻率 ( Q · cm)
10 硬度 (HV) 48O～580 I 转于位燕估算 I- _ 线 一 曩 相容性 满足冷冻机油、制冷剂相容性要求 转予位霍控制 I星皇塑 }- _ 乏 麓≥ 一 热稳定性 满足200~C高温环境要求 _+ ／^ ＼ 笔． 电 。 ： ， I!!：!：H ! H ：：!! ：：：：： 二 f BLDCM~ 拘变频调速电动机 。 根 据 需 要 可 对 起 动 初 始 速 度 及 运 一 ～ 行 速 度 进 行 调 节 。 变 频 调 速 控 制 原 理 ： 电 源 电 压 通 过 电 图 1 B L D C M 起 动 和 位 置 控 制 系 统 臣 I 旋 转 拖 动 负 载 运 行 。 电 子 控 制 电 路 内 拥 有 一 种 称 为 “自 2 ．3 运 行 转 矩 脉 动 l l 动逻 辑 ” 的 计 算 方 法 ， 通 过 反 电 势 法 测 试 及 判 定 转 子 的 电动 机 定 子绕 组 工 作状 态 是三 相 六状 态 1 2 0 度 导通 位 置 来 对 电 动 机 速 度 进 行 控 制 。 角 工 作 方 式 ， 定 子 绕 组 产 生 的 磁 场 与 转 子 永 磁 磁 场 之 间 的 相 互 作 用 ， 加 上 工 作 过 程 中 定 子 绕 组 三 相 间 要 进 2 ．1 起 动特性 行 换 相 ， 这 会 引 起 电 磁 转 矩 出 现 脉 动 现 象 ， 但 电磁 转 矩 在 控 制 系 统 中 将 起 动 时 间 和 起 动 电 压 范 围 进 行 设 脉 动 对 电 动 机 性 能 影 响 不 大 。 置 ， 如 将 起 动 时 间 设 置 在 2 ～1 0 s ，电压 设 置 在 1 6 0 ～ 2 5 0 V 之 间，在 此规 定 范 围 内均 可 以保 证 电动 机 顺 利 起 2 ．4 较 宽速 度 范 围 内高 效 率 运行 动 ， 否 则 控 制 系 统 会 自 动 进 行 过 ( 欠 ) 电 压 或 过 电 流 保 由 于 直 流 无 刷 电 动 机 具 有 直 流 电 动 机 的 “硬 ” 机 械 沪 ， 立 即 停 止 起 动 过 程 。 电 动 机 起 动 电 流 小 ， 对 电 网 的 特 性 特 点 ， 只 要 改 变 输 出 脉 冲 的 占 空 比 及 脉 冲 触 发 顺 泼 动 影 响 小 ， 起 动 机 械 特 性 好 ， 具 有 直 流 电 动 机 的 “硬 ” 序 ，就 能 对 运 行 速 度 进 行 调 节 ，而 且 在 ( 2 0 0 0 ～3 8 0 0 r ／ 饥 械 特 性 ， 因 此 又 称 软 起 动 电 动 机 。设 计 时 还 应 避 免 电 m i n ) 较 宽速度 范 围 内能保 持高 效率 ( 8 4 以上 ) 运行 ，在额 动 机 在 起 动 过 程 中 起 动 处 于 失 步 状 态 ， 起 动 过 程 一 般 定 工 作 点 附 近 电 动 机 运 行 效 率 在 8 8 ％ 以 上 。 有三 个 阶 段 ：( 1 ) 、定 位 阶 段 ， 首 先控 制 系统 导 通 逆 变 器的两个功率器件给两相 绕组导通一个较小 的电流， 3 在 电冰箱 一一压缩 机上 的应用研 究 陡转 子 转 到 一个 预 知 的位 置 ；( 2 ) 、 加速 阶段 ， 由微 电 本 文 研 究 的 无 刷 直 流 变 频 调 速 电 动 机 主 要 应 用 在 琦 控 制 器 产 生 一 个 频 率 很 低 的 同 步 信 号 ， 然 后 逐 步 升 电 冰 箱 一 一 压 缩 机 上 ， 直 流 变 频 调 速 电 子 控 制 系 统 与 电 苛 同步 信 号 的 频 率 ， 同时 增 加 施 加 于 电 动 机 的 电 压 ， 电 冰 箱 制 冷 系 统 组 合 在 一 起 ， 进 行 系 统 智 能 控 制 达 到 节 功机 在 不 失 步 的 前 提 下 逐 渐 提 高 转 子 转 速 ；( 3 ) 、 切 换 能 应 用 的 目 的 。 喻段 ， 电 动 机 加 速 到 足 够 高 的 转 速 时 ， 用 有 效 的 转 子 位 置 信 号 代 替 同 步 信 号 就 实 现 了 同 步 电 机 运 行 切 换 到 直 3 ．1 技 术 工 艺 的 改 进 宛 无 刷 电 动 机 运 行 状 态 。 无 刷 直 流 变 频 调 速 电 动 机 应 用 在 压 缩 机 上 ， 需 对 压 缩 机 中 受 影 响 的 部 件 进 行 技 术 工 艺 改 进 ， 以 保 证 压 缩 ! ．2 反 电势法 对 转 子位 置 检 测 机 及 整 个 系 统 的 稳 定 运 行 。 如 压 缩 机 润 滑 系 统 的 技 术米乐-官方网站入口
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