阀门马达

直流电机通常比交流电机具有更高的技术和经济指标（特性线性、高效率、小尺寸等）。一个显着的缺点是存在电刷装置，这会降低可靠性、增加惯性矩、产生无线电干扰、爆炸危险等。因此，自然而然地，创建非接触式（无刷）直流电机的任务。

随着半导体器件的出现，这个问题的解决方案成为可能。在称为恒阀电流电机的非接触式直流电机中，电刷组由半导体开关代替，电枢静止，转子永久磁铁.

气门发动机的工作原理

阀门马达气门电机被理解为一种可变电驱动系统，由结构类似于同步电机的交流电动机、气门转换器和根据电机转子的位置提供电机绕组电路换向的控制装置组成。从这个意义上讲，阀电机类似于直流电机，其中通过换向开关连接位于励磁极下方的电枢绕组的那一匝。

直流电动机是一种复杂的机电设备，结合了最简单的电机和电子控制系统。

直流电机有严重的缺点，主要是由于有刷集电器的存在：

1、采集装置可靠性不够，需要对其进行定期维护。

2. 电枢电压值有限，因此限制了直流电机的功率，这限制了它们在高速、大功率驱动器中的使用。

3. 直流电机的过载能力有限，限制了电枢电流的变化率，这对于高动态电力驱动至关重要。

在气门发动机中，这些缺点不会显现出来，因为这里的电刷集电器开关被晶闸管（用于大功率驱动器）或晶体管（用于功率高达 200 kW 的驱动器）上的非接触式开关所取代).基于此，在结构上以同步电机为基础的阀门电机通常被称为非接触式直流电机。

在可控性方面，无刷电机也类似于直流电机——它的速度是通过改变所施加的直流电压的大小来调节的。由于其良好的调节性能，阀门电机被广泛用于驱动各种机器人、金属切削机械、工业机器和机构。

电驱动永磁晶体管换向器

这种阀门电机是在转子上装有永磁体的三相同步电机的基础上制成的。三相定子绕组由串联提供给两个串联相绕组的直流电供电。绕组的切换由一个按三相桥式电路制成的晶体管开关进行，晶体管开关根据电机转子的位置进行开闭。阀门电机图如图 1 所示。

三极管开关阀电机图解

如图。 1.带晶体管开关的气门马达示意图

电机产生的扭矩由两个线程的相互作用决定：

• 由定子绕组中的电流产生的定子，

• 由高能永磁体（基于钐钴合金等）制成的转子。

其中： θ 是定子和转子磁通矢量之间的立体角； pn 是极对数。

定子磁通量倾向于旋转永磁体转子，使转子磁通量与定子磁通量方向匹配（不要忘记磁针、罗盘）。

在转子轴上产生的最大力矩将在等于 π / 2 的磁通矢量之间形成一个角度，并且随着磁通流的接近将减小到零。这种依赖性如图 1 所示。 2.

让我们考虑对应于电机模式（极对数 pn = 1）的磁通矢量的空间图。假设此刻晶体管 VT3 和 VT2 导通（见图 1 中的示意图）。然后电流流过 B 相绕组，并以相反方向流过 A 相绕组。由此产生的矢量 ppm。定子将在空间中占据位置 F3（见图 3）。

如果转子现在处于图所示的位置。 4，则电机将根据1发展转子顺时针转动的最大扭矩。随着角度 θ 的减小，扭矩将减小。当转子旋转30°时，要按图3的曲线图。 2. 切换电机相位中的电流，使生成的 ppm 矢量定子位于位置 F4（见图 3）。为此，关闭晶体管 VT3 并打开晶体管 VT5。

相位切换由转子位置传感器DR控制的晶体管开关VT1-VT6进行；在这种情况下，角度θ保持在90°±30°以内，这对应于具有最小纹波的最大扭矩值。在 ρn = 1 时，转子每转一圈必须进行六次开关，因此为 ppm。定子将转一整圈（见图 3）。当极对数大于 1 时，ppm 矢量的旋转定子因此转子将是 360/pn 度。

电机转矩与定子和转子磁通矢量之间角度的依赖性（pn = 1 时）