無刷水泵驅動器工作原理是什么？

來源：深圳市鑫海文科技有限公司|發布時間：2019-02-18 20:51

無刷水泵驅動器工作原理是什么？

無刷水泵驅動器又叫執行驅動器，或叫控制驅動器。在自動控制系統中，無刷水泵驅動器是一個執行元件，它的作用是把信號（控制電壓或相位）變換成機械位移，也就是把接收到的電信號變為電機的一定轉速或角位移。其容量一般在0.1-100W,常用的是30W以下。無刷水泵驅動器有直流和交流之分。無刷水泵驅動器又稱執行驅動器，在自動控制系統中，用作執行元件，把所收到的電信號轉換成驅動器軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流無刷水泵驅動器兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降，
無刷直流電機工作的基本原理與有刷直流電機相同; 即內軸位置反饋。在有刷直流電機的情況下，使用機械換向器和電刷實現反饋。使用無刷直流電機，可以使用多個反饋傳感器實現。最常用的傳感器是霍爾傳感器和光學編碼器。
 
注意：當載流導體暴露在磁場中時，電荷載體會受到基于導體兩側產生的電壓的作用力。
 
如果磁場方向反轉，產生的電壓也會反轉。對于無刷直流電機中使用的霍爾效應傳感器，無論何時轉子磁極（N或S）通過傳感器附近，它們都會產生高或低電平信號，可用于確定軸的位置。在換向系統中 - 基于使用反饋傳感器識別的電機位置的換向系統 - 三個電繞組中的兩個一次通電。

請問交流無刷水泵電機和無刷直流無刷水泵電機在功能上有什么區別？答：交流無刷水泵要好一些，因為是正弦波控制，轉矩脈動小。直流無刷水泵是梯形波。但直流無刷水泵比較簡單，便宜。
永磁交流無刷水泵驅動器20世紀80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術和交流可變速驅動技術的發展，永磁交流無刷水泵驅動技術有了突出的發展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流無刷水泵驅動器和無刷水泵驅動器系列產品并不斷完善和更新。交流無刷水泵系統已成為當代高性能無刷水泵系統的主要發展方向，使原來的直流無刷水泵面臨被淘汰的危機。90年代以后，世界各國已經商品化了的交流無刷水泵系統是采用全數字控制的正弦波驅動器無刷水泵驅動。交流無刷水泵驅動裝置在傳動領域的發展日新月異。永磁交流無刷水泵驅動器同直流無刷水泵驅動器比較，主要優點有：
⑴無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便。
⑶慣量小，易于提高系統的快速性。
⑷適應于高速大力矩工作狀態。⑸同功率下有較小的體積和重量。

一、交流無刷水泵驅動器

交流無刷水泵驅動器定子的構造基本上與電容分相式單相異步驅動器相似，如圖1所示。其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個是控制繞組L，聯接控制信號電壓Uc。所以交流無刷水泵驅動器又稱兩個無刷水泵驅動器。

交流無刷水泵驅動器的轉子通常做成鼠籠式，但為了使無刷水泵驅動器具有較寬的調速范圍、線性的機械特性，無“自轉”現象和快速響應的性能，它與普通驅動器相比，應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉子結構有兩種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子，為了減小轉子的轉動慣量，轉子做得細長；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子，杯壁很薄，僅0.2-0.3mm，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉子內放置固定的內定子，如圖2所示?？招谋无D子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩，因此被廣泛采用。

交流無刷水泵驅動器在沒有控制電壓時，定子內只有勵磁繞組產生的脈動磁場，轉子靜止不動。當有控制電壓時，定子內便產生一個旋轉磁場，轉子沿旋轉磁場的方向旋轉，在負載恒定的情況下，驅動器的轉速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相位相反時，無刷水泵驅動器將反轉。

交流無刷水泵驅動器的工作原理與分相式單相異步驅動器雖然相似，但前者的轉子電阻比后者大得多，所以無刷水泵驅動器與單機異步驅動器相比，有三個顯著特點：
1、起動轉矩大
由于轉子電阻大，其轉矩特性曲線，與普通異步驅動器的轉矩特性曲線2相比，有明顯的區別。它可使臨界轉差率S0＞1，這樣不僅使轉矩特性（機械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動轉矩。因此，當定子一有控制電壓，轉子立即轉動，即具有起動快、靈敏度高的特點。

2、運行范圍較寬
較差率S在0到1的范圍內無刷水泵驅動器都能穩定運轉。
3、無自轉現象

正常運轉的無刷水泵驅動器，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉。當無刷水泵驅動器失去控制電壓后，它處于單相運行狀態，由于轉子電阻大，定子中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子作用所產生的兩個轉矩特性（T1－S1、T2－S2曲線）以及合成轉矩特性（T－S曲線）如圖4所示，與普通的單相異步驅動器的轉矩特性（圖中T′－S曲線）不同。這時的合成轉矩T是制動轉矩，從而使驅動器迅速停止運轉。

交流無刷水泵驅動器的輸出功率一般是0.1-100W。當電源頻率為50Hz，電壓有36V、110V、220、380V；當電源頻率為400Hz，電壓有20V、26V、36V、115V等多種。
交流無刷水泵驅動器運行平穩、噪音小。但控制特性是非線性，并且由于轉子電阻大，損耗大，效率低，因此與同容量直流無刷水泵驅動器相比，體積大、重量重，所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統。