直流電機(jī)（d.c.machine）主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成。鐵心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成，分為極身和極靴兩部分，上面套勵(lì)磁繞組的部分稱(chēng)為極身，下面擴(kuò)寬的部分稱(chēng)為極靴，極靴寬于極身，既可以調(diào)整氣隙中磁場(chǎng)的分布，又便于固定勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組用絕緣銅線(xiàn)繞制而成，套在主磁極鐵心上。整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)座上，
轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用，需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，一般用圓鋼加工而成。
圖8.10 換向器結(jié)構(gòu) 圖8.11 單疊繞組元件
1．他勵(lì)直流電機(jī)
勵(lì)磁繞組與電樞繞組無(wú)聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對(duì)勵(lì)磁繞組供電的直流電機(jī)稱(chēng)為他勵(lì)直流電機(jī)，接線(xiàn)如圖（a）所示。圖中m表示電動(dòng)機(jī)，若為發(fā)電機(jī)，則用g表示。永磁直流電機(jī)也可看作他勵(lì)直流電機(jī)。
2．并勵(lì)直流電機(jī)
并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，接線(xiàn)如圖（b）所示。作為并勵(lì)發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，是電機(jī)本身發(fā)出來(lái)的端電壓為勵(lì)磁繞組供電；作為并勵(lì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相同。
3．串勵(lì)直流電機(jī)
串勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，接線(xiàn)如圖（c）所示。這種直流電機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流。
4．復(fù)勵(lì)直流電機(jī)
復(fù)勵(lì)直流電機(jī)有并勵(lì)和串勵(lì)兩個(gè)勵(lì)磁繞組，接線(xiàn)如圖（d）所示。若串勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)與并勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)方向相同稱(chēng)為積復(fù)勵(lì)。若兩個(gè)磁通勢(shì)方向相反，則稱(chēng)為差復(fù)勵(lì)。
不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式，直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)式、并勵(lì)式和和復(fù)勵(lì)式。直流電機(jī)的工作原理一、直流發(fā)電機(jī)工作原理
直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線(xiàn)圈中感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)的原理。
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向按右手定則確定（磁感線(xiàn)指向手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。）
在圖1.1所示瞬間，導(dǎo)體a b 、c d 的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向分別由 b指向 a和由d 指向 c 。這時(shí)電刷 a呈正極性,電刷b 呈負(fù)極性。
圖1.1 直流發(fā)電機(jī)原理模型
當(dāng)線(xiàn)圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°時(shí)，這時(shí)導(dǎo)體c d 位于n 極下，導(dǎo)體a b 位于s 極下，各導(dǎo)體中電動(dòng)勢(shì)都分別改變了方向。
圖1.2 直流發(fā)電機(jī)原理模型
從圖看出，和電刷 a接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于 n極下，同樣，和電刷 b接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于s 極下。因此，電刷 a始終有正極性，電刷 b始終有負(fù)極性，所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動(dòng)勢(shì)。如果電樞上線(xiàn)圈數(shù)增多，并按照一定的規(guī)律把它們連接起來(lái)，可使脈振程度減小，就可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。這就是直流發(fā)電機(jī)的工作原理。
二、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理
導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對(duì)電磁力形成了作用于電樞一個(gè)力矩，這個(gè)力矩在旋轉(zhuǎn)電機(jī)里稱(chēng)為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針?lè)较颍髨D使電樞逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩（例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩），電樞就能按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)起來(lái)。
圖1.3 直流電動(dòng)機(jī)的原理模型
當(dāng)電樞轉(zhuǎn)了180°后，導(dǎo)體 cd轉(zhuǎn)到 n極下，導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到s極下時(shí)，由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷 a流入，經(jīng)導(dǎo)體cd 、ab 后，從電刷b流出。這時(shí)導(dǎo)體cd 受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃?，?dǎo)體ab 受力方向是從左向右，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時(shí)針?lè)较颉?br>
圖1.4 直流電動(dòng)機(jī)原理模型
因此，電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于換向器配合電刷對(duì)電流的換向作用，直流電流交替地由導(dǎo)體 ab和cd 流入，使線(xiàn)圈邊只要處于n 極下，其中通過(guò)電流的方向總是由電刷a 流入的方向，而在s 極下時(shí)，總是從電刷 b流出的方向。這就保證了每個(gè)極下線(xiàn)圈邊中的電流始終是一個(gè)方向，從而形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。
永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制器設(shè)計(jì)
1 引 言
隨著人們生活水平的提高，產(chǎn)品質(zhì)量、精度、性能、自動(dòng)化程度、功能以及功耗、價(jià)格問(wèn)題已經(jīng)是選擇家用電器的主要因素。永磁無(wú)刷直流電機(jī)既具有交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流伺服電機(jī)那樣良好的調(diào)速特性而無(wú)機(jī)械式換向器，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種調(diào)速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。motorola 第二代電機(jī)控制專(zhuān)用芯片的出現(xiàn)，給永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速裝置的設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的便利。這些芯片控制功能強(qiáng)，保護(hù)功能完善，工作性能穩(wěn)定，組成的系統(tǒng)所需外圍電路簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，特別適用于工作環(huán)境惡劣，對(duì)控制器體積，價(jià)格性能比要求較高的場(chǎng)合。
2 控制器結(jié)構(gòu)與原理
2.1 控制器結(jié)構(gòu)
mc33035 是 motorlora 公司研制的第二代無(wú)刷直流電機(jī)控制專(zhuān)用集成電路，加上1片 mc3309 電子測(cè)速器將無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)進(jìn)行 f/v 轉(zhuǎn)換，形成轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，即可構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。外接 6 個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件組成三相逆變器，就可驅(qū)動(dòng)三相永磁無(wú)刷直流電機(jī)，控制器電路構(gòu)成，如圖 1 所示，圖中 s1 控制電機(jī)轉(zhuǎn)向，s2 控制系統(tǒng)起停，s3 選擇系統(tǒng)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)運(yùn)行，s4 控制系統(tǒng)制動(dòng)，s5 選擇轉(zhuǎn)
子位置檢測(cè)信號(hào)為 60°或 120°方式，s6 控制系統(tǒng)的復(fù)位。電位器 rp1 用以設(shè)定所需電機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)光二板管 l1 用作故障
指示，當(dāng)出現(xiàn)不正常的位置檢測(cè)信號(hào)、主電路過(guò)流、3種欠電壓之一（芯片電壓低于9.1v，驅(qū)動(dòng)電路電壓低于9.1v，基準(zhǔn)電壓低于4.5v）、芯片內(nèi)部過(guò)熱、起停端低電平時(shí)，l1發(fā)光報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)封鎖系統(tǒng)。故障排除后，經(jīng)系統(tǒng)復(fù)位才能恢復(fù)正常工作。
2.2 控制原理
從電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器送來(lái)的三相位置檢測(cè)信號(hào)（sa,sb,sc）一方面送入 ) mc33035，經(jīng)芯片內(nèi)部譯碼電路結(jié)合正反轉(zhuǎn)控制端、起?？刂贫恕⒅苿?dòng)控制端、電流檢測(cè)端等控制邏輯信號(hào)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后，產(chǎn)生逆變器三相上、下橋臂開(kāi)關(guān)器件的6路原始控制信號(hào)，其中，三相下橋開(kāi)關(guān)信號(hào)還要按無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速機(jī)理進(jìn)行脈寬調(diào)制處理。處理后的三相下橋 pwm 控制信號(hào) （ar ,br, cr）經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路整形、放大后，施加到逆變器的6個(gè)開(kāi)關(guān)管上，使其產(chǎn)生出供電機(jī)正常運(yùn)行所需的三相方波交流電流。
另一方面，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)還送入 mc33039 經(jīng) f/v轉(zhuǎn)換，得到一個(gè)頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號(hào) fb。fb 通過(guò)簡(jiǎn)單的 阻容網(wǎng)絡(luò)濾波后形成轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，利用 mc33035 中的誤差放大器即可構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的p調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制，以提高電機(jī)的機(jī)械特性硬度。實(shí)際應(yīng)用中，還可外接各種 pi, pd，調(diào)節(jié)電路以實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。
3 芯片功能
3.1 mc33035 結(jié)構(gòu)組成及功能
其主要組成部分包括：
（ 1 ）轉(zhuǎn)子位置傳感器譯碼電路；
（ 2 ）帶溫度補(bǔ)償?shù)膬?nèi)部基準(zhǔn)電源；
（ 3 ）頻率可設(shè)定的鋸齒波振蕩器；
（ 4 ）誤差放大器；
（ 5）脈寬調(diào)制（pwm）比較器；
（ 6 ）輸出驅(qū)動(dòng)電路；
（ 7 ）欠電壓封鎖保護(hù)芯片過(guò)熱保護(hù)等故障輸出；
（ 8 ）限流電路。
該集成電路的典型控制功能包括 pwm 開(kāi)環(huán)速度控制，使能控制（起動(dòng)或停止），正反轉(zhuǎn)控制和能耗制動(dòng)控制，適當(dāng)加上一些外圍元件，可實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。
3.1.1 轉(zhuǎn)子位置傳感器譯碼電路
該譯碼電路將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成六路驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)，三路上側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出和三路下側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出。它適合于集電極開(kāi)路的霍爾集成電路或光耦合電路等傳感器。輸入端腳 4、5、6 都設(shè)有提升電阻，輸入電路分 ttl 電路電平兼容，門(mén)檻電壓為2.2v。該集成電路適用于傳感器相位差為,60°、120°、240°、300° 四種情況的三相無(wú)刷電動(dòng)機(jī)。由于 3 個(gè)輸入邏輯信號(hào)，可有 8 種邏輯組合。其中 6 種正常狀態(tài)決定了電動(dòng)機(jī) , 個(gè)不同位置狀態(tài)。其余 2 種組合對(duì)應(yīng)于位置傳感不正常狀態(tài)，即 3 個(gè)信號(hào)線(xiàn)開(kāi)路或?qū)Φ囟搪窢顟B(tài)，此時(shí)腳 14 將輸出故障信號(hào)（低電平）。
用腳 3 邏輯電平來(lái)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。當(dāng)腳 3 邏輯狀態(tài)改變時(shí)，傳感器信號(hào)在譯碼器內(nèi)將原來(lái)的邏輯狀態(tài)改變成非，再經(jīng)譯碼后，得到反相序的換向輸出，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的起?？刂朴赡_ 7 使能端來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)腳 7 懸空時(shí)，內(nèi)部有電流源使驅(qū)動(dòng)輸出電路正常工作。若腳 7 接地，3 個(gè)上側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出開(kāi)路（1 狀態(tài)），3 個(gè)下側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出強(qiáng)制為低電平（ 0 狀態(tài)），使電動(dòng)機(jī)失去激勵(lì)而停車(chē)，同時(shí)故障信號(hào)輸出為零。
當(dāng)加到腳 23 上的制動(dòng)信號(hào)為高電平時(shí)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)操作。它使 3 個(gè)上側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出開(kāi)路，下側(cè) 3 個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出為高電平，外接逆變橋下側(cè) 3 個(gè)功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使電動(dòng)機(jī) 3 個(gè)繞組端對(duì)地短接，實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。芯片內(nèi)設(shè)一個(gè)四與門(mén)電路，其輸入端是腳 23 的制動(dòng)信號(hào)和上側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出 3 個(gè)信號(hào)，它的作用是等待 3 個(gè)上側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出確實(shí)已轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)后，才允許 3 個(gè)下側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，從而避免逆變橋上下開(kāi)關(guān)出現(xiàn)同時(shí)導(dǎo)通的危險(xiǎn)，其控制真值表，如表1示。
3.1.2 誤差放大器
該芯片內(nèi)設(shè)有高性能，全補(bǔ)償?shù)恼`差放大器。在閉環(huán)速度控制時(shí)，該放大器的直流電壓增益為 80db ，增益帶寬為 0.6mhz,輸入共模電壓范圍從地到 vref（典型值為 6.25v ），可得到良好性能。作開(kāi)環(huán)速度控制時(shí)，可將此放大器改接成增益為 1 的電壓跟隨器，即速度設(shè)定電壓從其同相輸入端腳 11輸入。腳 12～13 短接。
3.1.3 脈寬調(diào)制器
除非由于過(guò)電流或故障狀態(tài)使 6 個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出調(diào)閉鎖，在正常情況下，誤差放大器輸出與振蕩器輸出鋸齒波信號(hào)比較后，產(chǎn)生脈寬調(diào)制（ pwm ）信號(hào)，控制 3 個(gè)下側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出。改變輸出脈沖寬度，相當(dāng)于改變供給電動(dòng)機(jī)繞組的平均電壓，從而控制其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。脈寬調(diào)制時(shí)序圖，如圖 3 示。
3.1.4 電流限制
外接逆變橋經(jīng)一電阻 rs 接地作電流采樣。采樣電壓由腳 9 和腳 15 輸入至電流檢測(cè)比較器。比較器反相輸入端設(shè)置有 100mv 基準(zhǔn)電壓，作為電流限流基準(zhǔn)。在振蕩器鋸齒波上升時(shí)間內(nèi)，若電流過(guò)大，此比較器翻轉(zhuǎn)，使下 rs 觸發(fā)器重置，將驅(qū)動(dòng)輸出關(guān)閉，以限制電流繼續(xù)增大。在鋸齒波下降時(shí)間，重新將觸發(fā)器置位，使驅(qū)動(dòng)輸出開(kāi)通。利用這樣的逐個(gè)周期電流比較，實(shí)現(xiàn)了限流，若允許最大電流為 imax ，則采樣電阻按下式選擇：
rs = 0.1/ imax為了避免由換相尖峰脈沖引起電流檢測(cè)誤動(dòng)作，在腳 9 輸入前可設(shè)置 rc 低通濾波器。
3.2 mc33039電子測(cè)速器
mc33039是為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)速度控制專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的集成電路，系統(tǒng)不必使用高價(jià)的電磁式或光電測(cè)速機(jī)，就可實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速控制。它直接利用三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器 3 個(gè)輸出信號(hào)，經(jīng) f / v 變換成正比于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓。
從 mc33039 結(jié)構(gòu)圖圖 4 可知，腳 1 、 2、 3 接收位置傳感器 3 個(gè)信號(hào)，經(jīng)有滯后的緩沖電路，以抑制輸入噪聲。經(jīng)“或”運(yùn)算得到相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)每對(duì)極下 6 個(gè)脈沖的信號(hào)。再經(jīng)有外接定時(shí)元件 ct 和 rr 的單穩(wěn)態(tài)電路，從腳 5 輸出的 fout 信號(hào)的
占空比與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，其直流分量與轉(zhuǎn)速成正比，此信號(hào)在外接低通濾波器處理后，即可得到與轉(zhuǎn)速成正比的測(cè)速電壓。三相電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用時(shí)的波形圖中，fout是腳5輸出，vout，（avg）表示它的平均值，即直流分量?！?br>
4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論
為了更好的驗(yàn)證前面理論的可行性及安全性，按設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
4.1 準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn) 的 主 要 部 分 _ 控 制 電 路，設(shè) 計(jì) 為 mc33035 和mc33039 所組成的閉環(huán)系統(tǒng)。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)電路作了一些必要的調(diào)整，這些調(diào)整并沒(méi)有影響系統(tǒng)的功能以及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
首先要作調(diào)整的是電源。試驗(yàn)中選用的電機(jī)是三相六極電機(jī)，n0 = 1500r/min, i0 = 10a, u0 = 50v 。在供電電源和 mc33035 的 腳 17 之 間 加 入 lm317 穩(wěn) 壓 三 端 以 保證mc33035的vcc在許可的范圍內(nèi)。lm317 是 50v 輸入、 15v 輸出的穩(wěn)壓三端。它的基本電路結(jié)構(gòu)，如圖 5 示。
其次，該閉環(huán)速度控制系統(tǒng)中，用 3 個(gè)霍爾集成電路作轉(zhuǎn)子位置傳感器。用 mc33035 的腳 8 參考電壓（6.24v）作為它們 的 電 源。霍 爾 集 成 電 路 輸 出 信 號(hào) 送 至 mc33039 和mc33035。實(shí)驗(yàn)中的電動(dòng)機(jī)是六極的，從 mc33039 的腳 5 輸
出的脈沖數(shù)是電動(dòng)機(jī)每一轉(zhuǎn)輸出的 3×6 = 18 個(gè)脈沖。按電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速來(lái)選擇定時(shí)元件。實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為1500r/min即 1500/60 = 25r/s 。此時(shí)每秒輸出脈沖數(shù)是 25×18 = 450個(gè)。即其頻率為 450hz，周期約為 2.2ms 。由 mc33039 說(shuō)明書(shū)，取定時(shí)元件參數(shù) r1=1mω，c1 = 750pf，單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生脈沖寬度為 95µs 。腳 8 接 mc33035 的基準(zhǔn)電壓。腳 5 輸出經(jīng)電阻 r3 接 mc33035 的腳 12 ，即誤差放大反相輸入端。放大器此時(shí)增益為 10，電容 c3, 起濾波平滑作用。mc33035 振蕩器參數(shù)：r2 =5.1kω，c2 = 0.01µf，pwm 頻率約為 24khz 。
另外，因無(wú)法做成圖 1 所示的 npn-pnp 逆變橋。故用了 n 溝道的 vmos 管，可組成六路逆變橋的電路，由于上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)只能直接驅(qū)動(dòng) p 溝道的 vmos 管而下側(cè)可直接驅(qū)動(dòng) n 溝道的 vmos 管。因而上橋臂與逆變橋之間的電路中加入反相器將驅(qū)動(dòng)信號(hào)變非即可。組成后的電路圖，如圖 6 示。
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在電機(jī)實(shí)際操作之前，以手動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，用萬(wàn)用表測(cè)量電機(jī)上設(shè)置的霍爾傳感器的三路輸出信號(hào)與 mc33035 輸出信號(hào)真值表是否一致。實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如表 2 示。
手動(dòng)工作的結(jié)果：實(shí)驗(yàn)所得與理論真值表一致。
電機(jī)在電源驅(qū)動(dòng)情況下的實(shí)驗(yàn)波形，如圖７、８示。
兩圖中的上側(cè)曲線(xiàn)均為傳感器輸出的 ｓｂ ，圖 ７的下側(cè)曲線(xiàn)為ｓc ，圖 8 的下側(cè)曲線(xiàn)為 sa。對(duì)照可知，實(shí)驗(yàn)輸出與理論相符。
測(cè)量電流波形時(shí)，首先，將一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)逆變器的主回路引出，在電線(xiàn)上裝置電流傳感器，再接入一 5ω的測(cè)量電阻后接地。然后以示波器測(cè)量電流傳感器的電流，即流經(jīng)電阻的波形，即電機(jī)電流波形。如圖 9 示。
可是，圖 9 中的波形并不與理論。只是在周期內(nèi)的分布有點(diǎn)相同，但波形上區(qū)別較大。這是由于電機(jī)處于空載運(yùn)行所致。因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中，無(wú)刷電機(jī)是運(yùn)行在空載狀態(tài)，逆變器的每一次換相，帶來(lái)的沖擊電流大于滿(mǎn)載狀態(tài)時(shí)，沒(méi)有負(fù)載消耗平緩電流的波動(dòng)。
接著做起動(dòng)加速運(yùn)行的波形測(cè)試。實(shí)驗(yàn)以某一 mc33035 的上側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出和 mc33035 的 fout 為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。測(cè)得的波形，如圖 10, 示。
理論上這一波形應(yīng)該是上側(cè)輸出的波形不因速度控制器的變動(dòng)而改變，而 fout 波形則應(yīng)該隨速度控制器的變動(dòng)而改變一周期內(nèi)脈沖的數(shù)量，從而改變電動(dòng)機(jī)兩端的平均電壓，改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
但由于試驗(yàn)中的種種客觀(guān)原因，導(dǎo)致了顯示的波形出現(xiàn)了缺相的現(xiàn)象。但圖中仍可看到下側(cè)的驅(qū)動(dòng)波每一周期的脈沖數(shù)量逐漸增加，即電機(jī)加速。
在故障測(cè)試中，用一電位器接入控制電路的電源輸入端，改變控制電路的電源電壓 vcc ，看電路對(duì)故障信號(hào)的反應(yīng)。在試驗(yàn)過(guò)程中，電源電壓 vcc 從 15v 不斷被調(diào)低 ，當(dāng)?shù)竭_(dá) 10.5v 左右時(shí)，報(bào)警電路驅(qū)動(dòng) led 點(diǎn)亮，故障報(bào)警。
5 結(jié) 語(yǔ)
雖然在實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)了一些與理論不太符合的現(xiàn)象，但總體來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果基本達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果，證明了運(yùn)用小型無(wú)刷直流電機(jī)作家用傳動(dòng)裝置的實(shí)際可行性。