不均匀气隙单相无刷直流电机启动转向？

allex_liu

各位大侠，本人想请教一个问题：对于常用的（如CPU散热等）小功率风机马达，也即单相无刷直流电机，一般采用不均匀气隙解决启动死点问题。
当采用不均匀气隙后电机的启动时的转动方向，仅从电机角度，是否是正反方向都可以？
本人的理解是正反方向都可以，但是疑惑的地方是电机在某个方向上是否更易启动，也就是说在同一电流下一个方向的启动转矩大于另一个方向的？
在实际应用中，风机都是固定转向的。个人的理解是风机扇叶的设计导致两个方向上的负载转矩不同，因此要求不同的启动电流造成的。

还请大侠不吝赐教！！！

再次谢过！{:soso_e183:}

yxj38709

方法1：做样板测试，
2，查专利
3， 仿真

254339861

yxj38709 发表于 2015-3-31 06:47
方法1：做样板测试，
2，查专利
3， 仿真

楼上是JE的？？？？

yxj38709

254339861 发表于 2015-4-2 09:16
楼上是JE的？？？？

我在JE做过，请问你是哪位？

yxj38709

254339861 发表于 2015-4-2 09:16
楼上是JE的？？？？

我在JE做过，请问你是哪位？

yxj38709

论坛太卡拉，不是有意灌水

254339861

yxj38709 发表于 2015-4-2 10:05
我在JE做过，请问你是哪位？

你的头像这款无刷电机就是JE-PCE开发的。

yxj38709

这款电机是我设计的，

hahafu

这种防死点的方式，他的转向，是由电机决定的。
但是在设计风机时，风叶才是决定转向的根源，所以要把电机的转向与风叶配合上，所以设计这样的电机就要注意，定子贴心的摆放了。

allex_liu

hahafu 发表于 2015-4-6 11:54
这种防死点的方式，他的转向，是由电机决定的。
但是在设计风机时，风叶才是决定转向的根源，所以要把电机 ...

非常感谢您的回复。
不过还是有一个疑问，防死点设计就是引入一个偏移死点的磁阻转矩，这样一来，该磁阻转矩在正反两个方向上都存在，一般而言，该磁阻转矩在正反两个方向上的大小相当，也就是说跟转向无关。以上就是单就电机本身而言，并不包括负载，如风叶等。
本人查阅了一些国内外论文，并没有提到转向问题，大都是围绕防死点设计及其优化和电机的驱动讨论。
结合上述，本人认为防死点设计就电机本身而言不能确保其转向，至少从磁阻转矩的引入角度来看。
不知本人的理解是否正确，还请各位大侠斧正！

hahafu

allex_liu 发表于 2015-4-6 21:17
非常感谢您的回复。
不过还是有一个疑问，防死点设计就是引入一个偏移死点的磁阻转矩，这样一来，该磁阻 ...

防死点是为了使定转子磁轴线偏离，不要重合在一起。
这种渐变气隙防死点的措施，他固定的位置，画一个草图就可以看出来，此时让电机定子通电，定子和转子之间的磁轴线有一个角度，
要想让这个电机继续运转，只能扩大这个角度，所以就是单方向旋转。
如果减小这个角度，那就是反方向转，当转到定转子磁轴线重合的位置时，电机就停下了，无法继续旋转，也就是回到了死点的位置。
至于你说的增加了磁阻转矩的问题，这个我不太懂，能否详细告知！

allex_liu

hahafu 发表于 2015-4-7 19:41
防死点是为了使定转子磁轴线偏离，不要重合在一起。
这种渐变气隙防死点的措施，他固定的位置，画一个草 ...

关于防死点这个问题，您的论述本人赞同。对于渐变气隙，电机的旋转方向为气隙收窄的方向。对此，本人的理解如下：
以两极两槽单相无刷直流电机为例，采用渐变气隙，定子的两个极沿转子旋转方向不断加宽，从而实现气隙收窄，也就是形成定转子间的渐变气隙。
对于圆形转子而言，定子的两极不再对称，从而使转子在静止时偏离定子磁轴线，避免了电机的启动死点。
这样一来，对于转子，定子相当于有了凸极性（一般我们认为转子具有凸极性，此处为了说明问题而借用该概念），在气隙最小处，定子的磁阻最小，
静止的永磁转子会停留在该处。试想，在定子不通电时，使转子偏移一个角度，那么此时的转子会受到一个使转子回到其初始位置的力，这种力就是
磁阻转矩的成因，即由于定子磁阻的变化，使得在定子通电时，当转子因外力而偏离其平衡位置时转子所受到的使其回到初始位置的力。
如上所述，该力的存在跟转子的转向无关，换句话说，无论转向如何转子都会受到该力的作用。
对于两极两槽的单极单相无刷直流电机，该磁阻转矩在转子转一周变化两个周期，也就是转子转半周，磁阻转矩变化一个周期。
在转子旋转的前90°机械角度，磁阻转矩与转向相反，为阻力转矩；在接下来的90°机械角度，磁阻转矩与转向一致，为驱动转矩。
另外半周如此往复，转子旋转一周，平均磁阻转矩为零。
在定子通电时，产生的电磁转矩可以两个方向推动转子旋转，当转子磁轴线与定子磁轴线对其时，这时就要定子换向，以驱动转子继续旋转。

对于您所讲到的定子通电后转子回到死点位置，本人认为此位置应该进行如上所述的换向以驱动转子继续旋转，否则转子就会停在改点。

综上所述，本人还是认为，不均匀气隙的引入，除了防止电机的死点外，不能保证电机的旋转方向。
曾经接触过两种这种类型的电机，其中一种电机可以两个方向旋转；另一种一个方向不能上电自旋转，但是受外力拨动后可以保持旋转，该种电机的另一个方向
可以上电自旋转。
正是接触的这两种电机，让本人陷入了困惑。因此，请大侠不吝赐教！

xiaoguizi520

期待高手解答！楼主确定接触的两种电机都是直流电机？

allex_liu

xiaoguizi520 发表于 2015-4-11 08:48
期待高手解答！楼主确定接触的两种电机都是直流电机？

是的。本人所涉及的电机均为无刷直流电机。
如本帖的题目，现在要请教的就是单相无刷直流电机。
虽为单相，就反电动势而言，也分为正弦波反电动和梯形反电动势。
不过二者在应用中各有侧重，具有正弦反电动的单相电机大多是市电自启动的（line-started）。
应用在电脑散热的风机大都是梯形反电动势的。
期待大侠出现解答疑问。

xiaoguizi520

楼主，附件为谭老师编著的《永磁无刷直流电机技术》其中对单相无刷的定向启动进行了讲解！我的理解，对于正弦波电机（PMSM），启动方向可以通过软件调整。
而BLDC则直接可以通过电机硬件就可调整方向。不足望指正！

swaint

如果不考虑风扇，控制电路，气隙的不均匀和正反转没多大关系，单相风机的旋转方向，大部分和风叶，控制相关

仅供参考

allex_liu

xiaoguizi520 发表于 2015-4-13 11:01
楼主，附件为谭老师编著的《永磁无刷直流电机技术》其中对单相无刷的定向启动进行了讲解！我的理解，对于正 ...

非常感谢您提供的资料。

不过谭老师的这本书中的内容大多是国内外论文翻译过来的，并未涉及本主题的核心。

allex_liu

swaint 发表于 2015-4-13 14:36
如果不考虑风扇，控制电路，气隙的不均匀和正反转没多大关系，单相风机的旋转方向，大部分和风叶，控制相关 ...

就磁阻转矩而言，无论转向如何，启动转矩都是一样的。
因此本人认为不均匀气隙只能解决启动死点，不能决定转向。

swaint

allex_liu 发表于 2015-4-13 17:49
就磁阻转矩而言，无论转向如何，启动转矩都是一样的。
因此本人认为不均匀气隙只能解决启动死点，不能决 ...

这点我持有保留意见，毕竟也不怎么明白。

一般的不均匀气隙，是对磁钢两个边角有渐变，假如，磁钢一边气隙小，另外一边逐渐均匀呢?这样是否可以决定方向？

wuruize1

朋友你也在做单相无刷直流电机吗？能不能给个联系的方式，一起学习下