三相全波無刷電機的旋轉原理

 

下麵將按照步驟①～⑥來說明無刷電機的旋轉原理。為了易於理解，這裏將永磁體從圓形簡化成了矩形。

 

 

① 在三相線圈中，設線圈1固定在時鍾的12點鍾方向上，線圈2固定在時鍾的4點鍾方向上，線圈3固定在時鍾的8點鍾方向上。設2極永磁體的N極在左側
，S極在右側
，並且可以旋轉。

 

使電流Io流入線圈1，以在線圈外側產生S極磁場。使Io/2電流從線圈2和線圈3流出
，以在線圈外側產生N極磁場。

 

在對線圈2和線圈3的磁場進行矢量合成時
，向下產生N極磁場，該磁場是電流Io通過一個線圈時所產生磁場的0.5倍大小
，與線圈1的磁場相加變為1.5倍。這會產生一個相對於永磁體成90°角的合成磁場，因此可以產生最大扭矩，永磁體順時針旋轉。

 

當根據旋轉位置減小線圈2的電流並增加線圈3的電流時，合成磁場也順時針旋轉
，永磁體也繼續旋轉。

 

② 在旋轉了30°的狀態下，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的外側變為S極，線圈3的外側變為N極。當矢量合成時
，產生的磁場是電流Io通過一個線圈時所產生磁場的√3（≈1.72）倍。這也會產生相對於永磁體的磁場成90°角的合成磁場
，並順時針旋轉。

 

當根據旋轉位置減小線圈1的流入電流Io
、使線圈2的流入電流從零開始增加、並使線圈3的流出電流增加到Io時，合成磁場也順時針旋轉，永磁體也繼續旋轉。

 

※假設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線圈所產生磁場的(√3⁄2)2×2=1.5 倍。當各相電流均為正弦波時
，無論永磁體的位置在哪，矢量合成磁場的大小均為一個線圈所產生磁場的1.5倍，並且磁場相對於永磁體的磁場成90°角。

 

③在繼續旋轉了30°的狀態下

，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的外側變為S極，線圈2的外側也變為S極，線圈3的外側變為N極。當矢量合成時，產生的磁場是電流Io流過一個線圈時所產生磁場的1.5倍（與①相同）。這裏也會產生相對於永磁體的磁場成90°角的合成磁場，並順時針旋轉。

 

 

④～⑥ 以①～③相同的方式旋轉。

 

這(zhe)樣(yang)
，如(ru)果(guo)不(bu)斷(duan)根(gen)據(ju)永(yong)磁(ci)體(ti)的(de)位(wei)置(zhi)依(yi)次(ci)切(qie)換(huan)流(liu)入(ru)線(xian)圈(quan)的(de)電(dian)流(liu)
，則(ze)永(yong)磁(ci)體(ti)將(jiang)沿(yan)固(gu)定(ding)方(fang)向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)。同(tong)樣(yang)，如(ru)果(guo)使(shi)電(dian)流(liu)反(fan)向(xiang)流(liu)動(dong)並(bing)使(shi)合(he)成(cheng)磁(ci)場(chang)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)，則(ze)會(hui)逆(ni)時(shi)針(zhen)旋(xuan)轉(zhuan)。

 

下圖連續顯示了上述①～⑥每個步驟的每個線圈的電流。通過以上介紹，應該可以理解電流變化與旋轉之間的關係了。

 

 

關鍵要點:

 

・三相全波無刷電機通過三個線圈的電流流入和流出使磁場發生變化，從而使三相全波無刷電機的轉子旋轉。

 

 

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