電動推桿

  單相無刷直流電機常見用于小型冷卻風扇?水泵?鼓風機等場合?近年對單相無刷直流電機提高性能和驅動電路的研究,已可滿足DVD和HDD主軸電機應用中使用的要求,為單相無刷直流電機開拓了新的應用領域?采用合理的齒形得以降低齒槽轉矩,引人自動相位調節提高了單相的動態特性?有文獻報道,最高速度和效率可從6500e/min的22%提高至12000r/min的38%?單相無刷直流電機已被證實能夠成功用于光盤和硬盤驅動

  現代DvD光盤驅動器的主軸電機通常采用三相直流無刷電機,一種典型的外轉子徑向氣隙設計三相無刷直流主軸電機連同它的控制板如圖15-21a所示?一種新型單相無刷直流主軸電機已開發用于DVD光盤驅動器?這種新型電機結構如圖15-21b所示?這種單相主軸電機結構簡單,定子只有一個線圈,具有成本低?易于制造的優勢?

雖然這種電機有生產易和成本低的優勢,但單相無刷直流電機存在的轉矩波動大和死點問題需要解決?為了滿足DVD驅動器需求的,以DVD驅動器技術要求指標來改善這種單相電動機主軸的特性?對DVD跟蹤性能有很大影響的是齒槽轉矩,這是由轉子和定和乙的合作用引起的?死點是一個穩定的平衡位置,電機停止在該位置不能產生足夠的起動轉矩,無法重新起動電機?提出的降低齒槽轉矩,除死點,提高效率方法?

如圖1521b所示,單相無刷主軸電機轉子設計為12極?定子磁路有上下沖片和中間的導磁圓管組成,它們形成的空間安放一個環形線圈,參見圖154線圈由H橋電路驅動上下沖片各有6個齒?定子沖片外圓的半徑是LR9.75mm?設計齒頂部分取較小的曲率半徑,使齒頂中央氣隙小,兩側逐步增大,有利于降低齒槽轉矩?計算和測量結果表明,當曲率半徑R由5.5mm增加時至5.9時,齒槽轉矩是由19.5gcm下降到10.5gcm?同時,電機的轉矩系數有所提高。

對齒頂角大小進行了分析?電機有12極,平均一個極的角度為30°?利用有限元方法分別計算了齒頂角從12°到45°時電機的反電動勢系數K,變化,反電動勢最大值發生在齒頂角為21°?這是因為,如果齒頂角過小時,進人齒身的磁通份額減少;如果齒頂角過大時,轉子極間經齒頂兩側漏磁增加,進入齒身的磁通也會減少,?齒頂角為21°時有圖15.22齒頂形狀和尺寸最大的齒身的磁通,從而可產生更大的轉矩。

當霍爾芯片安置在對稱位置(距離齒頂中央15°)時,電機不能夠起動,這是死點位置?電機的轉矩值取決線圈流過的電流和磁通,以及它們之間的相位角?將霍爾芯片位置向與轉向相反方向偏移的方法可以增加起動轉矩,并消除死點?試驗表明,如果霍爾芯片位置偏移1-3°時,死點現象會完全消除?