直流无刷风扇电路

直流无刷风扇电路 Revised as of 23 November 2020

直流无刷风扇电路

微型直流电机在家用电器中应用很广，尤其在计算机中广泛采用直流电机进行排风降温，这种新型的直流风扇采用无刷结构，克服了传统换向器式（有刷）电机易磨损、噪音大、寿命短等缺点。据实物绘制的几种风扇电路，如附图所示。其中图１为电源风扇电路；图２为显卡风扇电路；图３为ＣＰＵ风扇电路。图１中Ｌ１、Ｌ２为风扇无刷电动机的电枢绕组。ＩＣ为霍尔器件，其{1}脚为电源正端；{2}脚为电源负端；{3}脚为输出端；当其{3}脚输出高电平时，三极管ＴＲ１导通，Ｌ１被接通（同时ＴＲ１ｃ极呈低电平，ＴＲ２截止）；当ＩＣ{3}脚输出低电平时，ＴＲ１截止，其ｃ极呈高电平，ＴＲ２导通，Ｌ２被接通。如此循环不已，Ｌ１、Ｌ２轮流通电形成旋转磁场而使无刷电机旋转，带动风扇工作。图２、图３电路的工作原理与上述相同。由于ＣＰＵ等工作温度高，风扇工作环境温度高，最常见的故障现象为润滑油干涸，出现很大的噪音，也影响风扇工作。这可揭开风扇有标签的一面，加几滴润滑油即可；另一种故障现象为晶体管损坏，可揭开标签，去掉内卡圈，拆开后更换相同的晶体管即可。

电脑及电子设备冷却风机用的大多是直流无刷电机，现解剖一个通过实物讲一下工作原理。下面是解剖照片。

以上是实物解剖。

根据实物测绘电路原理图如下：

直流无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极对数(P)影响：N=120f / P。在转子极对数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速反馈至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。直流无刷电机为了能转动，必须使定子线圈的磁场和转子永久磁体的磁场之间始终存在一定的角度。转子转动的过程也就是转子磁场方向改变的过程，为了使二者磁场存在角度，到一定的程度后，定子线圈的磁场方向必须改变。那么怎么知道什么时候要改变定子磁场的

方向了呢那就靠那个霍尔原件了。大功率的无刷电动大部分是三相直流无刷电动机半（全）控桥电路，我这里解剖的是单相直流无刷半控桥电动机。图中Ｌ１、Ｌ２为无刷风扇电动机的电枢绕组。ＩＣ1为霍尔器件，其1脚为电源正端；2脚为电源负端；3脚为输出端；当其3脚输出高电平时，三极管ＴＲ１导通，Ｌ１被接通（同时ＴＲ１ｃ极呈低电平，ＴＲ２截止）；当ＩＣ1 3脚输出低电平时，ＴＲ１截止，其ｃ极呈高电平，ＴＲ２导通，Ｌ２被接通。如此循环不已，Ｌ１、Ｌ２轮流通电形成旋转磁场从而使无刷电机转子旋转，风扇工作。按电机的输入来分类，直流无刷电机实际上就是交流电机，直流供电所以加了控制电路。去掉控制电路把它接入单相电源也可工作。市面上有种保健微风扇，就是交流同步电机，原理相同。

ＩＣ1霍尔器件简要资料：

最常见的故障现象为润滑油干涸，出现很大的噪音，也影响风扇工作。这可揭开风扇有标牌的一面，加几滴润滑油即可。

另一种故障现象为霍尔器件或晶体管损坏，可揭开标签，去掉转子卡片，拆开后更换相同的霍尔器件或晶体管即可。

电机中用到的霍尔元件分开关型和保持型，如果电路板是好的，你把电机的两个线圈改成指示灯或继电器，你会发现更多的地方可以使用它。

两路输出的霍尔元件可以直接控制电机绕组。

无刷直流风扇原理

无刷直流风扇原理 霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，它具有灵敏度高，线性度好，稳定性高、体积小和耐高温等特点，在机车控制系统中占有非常重要的地位。对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。发电机转速的检测方案可分成两类：用测速发电机检测或用脉冲发生器检测。测速发电机的工作原理是将转速转变为电压信号，它运行可靠，但体积大，精度低，且由于测量值是模拟量，必须经过A/D转换后读入计算机。脉冲发生器的工作原理是按发电机转速高低，每转发出相应数目的脉冲信号。按要求选择或设计脉冲发生器，能够实现高性能检测。 所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低，构造简单，性能好。在机车电气系统中存在着较为恶劣的电磁环境，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。 无刷直流风扇采用无电刷马达驱动,无电磁干扰,完全克服有刷换相马达电磁干扰,噪音大,机械寿命短 的缺点.广泛应用于电子电工需强制散热的应用场合。 例如霍尔开关工作原理，AX277霍尔开关电路 AX277霍尔开关集成电路是一种单片式半导体集成电路。该电路由反向电压保护器、精密电压调节器、霍尔电压发生器、差分放大器、施密特触发器、温度补偿器和互补型集电极开路输出器等七部分组成，它具有工作电压范围宽、磁灵敏度高、负载和反向保护能力强等特点。该电路由于具有高达300 mA的负载能力，并且是互补型输出，因此，它是无刷风扇最理想的器件。产品特点 . 单片集成,体积小.温度补偿、工作温区宽.负载能力强.反向保护 .集电极开路，互补输出 . 4引线环氧树脂封装，售价低 . 由于采用合金锡电镀、焊接温度可降低 . 可靠性高典型应用 . 高灵敏的无触点开关 . 直流无刷电机 . 直流无刷风机说明电压调节器：当电源电压从4.5V~20V变化时，保证该电路正常工作。反向保护器：当应用电源反接或在使用过程中受到反向脉冲电压的干扰时，对电路起保护作用，保护电压可达30V; 霍尔电压发生器：将变化的磁信号转换成相应的电信号。差分放大器：将霍尔电压发生器输出的微弱电压信号放大。施密特触发器：将差分放大器输出的模拟信号转换成数字信号。温度补偿器：确保集成电路在-20℃~+85℃之间可靠地工作。互补输出器：输出电流可直接驱动无刷风机的两组绕组。当无刷风机接通电源时，若霍尔电压发生器受到交变磁场的作用，输出端（2）和（3）的电位状态也随着发生变化，从而改变负载（风机绕组）电流的方向，使风机正常运转。 无刷直流风扇采用无电刷马达驱动,无电磁干扰,完全克服有刷换相马达电磁干扰,噪音大,机械寿命短 的缺点.所以广泛应用于电子电工需强制散热的应用场合。

小型直流风扇工作原理

FAN的基本概念; Q:4010, 8025,12025 分别是风扇的机种命称，它们是如何命名的. A:风扇通常是按外型其尺寸来命名的。 4010：L=40MM；W=40MM；H=10MM。 12025：L=120MM；W=120MM；H=25MM。 Q：风扇机种按机构是如何划分的？ A：通常以风扇轴心结构分为 one ball one sleeve; 一个培林加一个铜轴===》价格一般，寿命长 two ball; 两个培林===》价格较贵，寿命更长 sleeve ；铜轴===》价格便宜，寿命短 Q：风扇通常外接的PIN 线有哪几种？ A：通常按线接分为2PIN,3PIN,4PIN 2PIN VCC+GND 3PIN VCC+GND+FG / VCC+GND+RD 4PIN VCC+GND+FG+PWM / VCC+GND+RD+PWM Q: 风扇中的FG,RD,PWM,CT，SS，分别指的是什么？ A：FG Frenquency generator(转速侦测信号); RD Rotate detection(转动侦测信号); PWM Pulse width module(脉宽调制信号) CT Autoshutdown atuorestart(锁定自启动）； SS Soft Swich (软切换) Q:DC FAN 通常有哪几种工作电压，分别用在什么类的END Customers? A: 5V ----NB 12V ------DT or VGA etc 24V -------OA or Severs sys 18V -------electromagnetic oven 48V --------- other industrial application Q:风扇应用中经常听到的死点（定点）是指什么？ A：是指FAN在通电中，通过外力使FAN扇叶停转在某一点，而在将外力撤离后，扇叶无法继续转动， 而在这一点通常称为风扇的死点。

微机原理-无刷直流风扇调速与测速分析

████工学院 微机原理 (3级)项目报告 项目名称：微机原理课程设计 项目题目：无刷直流风扇调速与测速 指导教师：███ 系别：机电系专业：机械设计制造及其自动化组员信息学号：姓名：王██ 组员信息学号：姓名：郭██ 完成时间：2014 年12 月01 日至 2016 年 1 月 3 日成绩：评阅人：

目录 一、学习目标 (1) 二、项目要求 (1) 三、转速测量和调节系统的硬件构成 (1) 四、程序流程图并说明方案思路 (3) 五、风扇转速与占空比之间的关系表格和曲线 (4) 六、设计程序 (5) 七、分析设计过程出现的问题 (12) 八、方案总结 (13)

一、学习目标 本次系统作业的目的在于： ①通过脉冲宽度调节实现无刷直流风扇转速的改变； ②借助风扇转动时产生的脉冲信号，测量风扇的转速并显示； ③比较每组风扇从某一转速(600r/min)到另一转速(2000r/min)稳定运转的所需要 的时间。通过比较试验结果的估算结果并讨论结果差异的主要原因，让学生展示对无刷直流风扇数学模型建立和调节方法局限性有深入理解。 二、项目要求 检查项目要求 转速显示风扇转速能够显示在LED上，转速单位是r/min，刷新周期为1秒钟左右 风扇转速可调 风扇转速可以改变，根据要求转速在700-1400r/min 风扇转速与显示通过简单方法给风扇加负载，随着转速的下降应该看到转速变化的显示 转速指令输入环节通过串口或键盘输入 给定转速 给定某一转速，1200-1500之间，看显示转速的稳定性 转速调节功能在稳定转动条件下1500r/min，在30cm处加载一个外加一个风扇，对照加载前后的稳态转速 回答问题随机提出有关转速测量、PWM输出和转速控制方面的问题，要有针对性，检查设计过程中的付出。 三、系统硬件构成

永磁无刷直流电动机的基本工作原理

永磁无刷直流电动机的基本工作原理 无刷直流电动机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 1. 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。 无刷直流电动机的原理简图如图一所示： 永磁无刷直流电动机的基本工作原理 主电路是一个典型的电压型交-直-交电路，逆变器提供等幅等频5-26KHZ调制波的对称交变矩形波。 永磁体N-S交替交换，使位置传感器产生相位差120°的U、V、W方波，结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号：101、100、110、010、011、001，通过逻辑组件处理产生T1-T4导通、T1-T6导通、T3-T6导通、T3-T2导通、T5-T2导通、T5-T4导通，也就是说将直流母线电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上，这样转子每转过一对N-S极，T1-T6功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。每种状态下，仅有两相绕组通电，依次改变一种状态，定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60°电角度，转子跟随定子磁场转动相当于60°电角度空间位置，转子在新位置上，使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码，新的编码又改变了功率管的导通组合，使定子绕组产生的磁场轴再前进60°电角度，如此循环，无刷直流电动机将产生连续转矩，拖动负载作连续旋转。正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的，而不是由逆变器强制换向的，所以也称作自控式同步电动机。 2. 无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置，所以不论转子的起始位置处在何处，电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩，因此转子上不需另设启动绕组。 由于定子磁场轴线可视作同转子轴线垂直，在铁芯不饱和的情况下，产生的平均电磁转矩与绕组电流成正比，这正是他励直流电动机的电流-转矩特性。 电动机的转矩正比于绕组平均电流： Tm=KtIav （N·m） 电动机两相绕组反电势的差正比于电动机的角速度： ELL=Keω （V） 所以电动机绕组中的平均电流为： Iav=（Vm-ELL）/2Ra （A） 其中，Vm=δ·VDC是加在电动机线间电压平均值，VDC是直流母线电压，δ是调制波的占空比，Ra为每相绕组电阻。由此可以得到直流电动机的电磁转矩： Tm=δ·（VDC·Kt/2Ra）-Kt·（Keω/2Ra） Kt、Ke是电动机的结构常数，ω为电动机的角速度（rad/s），所以，在一定的ω时，改变占空比δ，就可以线性地改变电动机的电磁转矩，得到与他励直流电动机电枢电压控制相同的控制特性和机械特性。

直流散热风扇工作原理及应用

直流散热风扇工作原理及应用 根据供电方式的不同，电机有直流电机和交流电机两种类型。电电脑中使用的风扇电机为直流电机，供电电压为＋12V，转速在1000～10000转／分之间。 直流电机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。它由定子、转子和换向器三个部分组成，如图3。 图3 有刷直流电机的构造 定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分。 转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组。当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用。由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。 换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路联接。当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转，如图4。 图7 无刷直流电机原理图 转子利用轴承与外壳之间实现动配合。风扇的扇叶固定在转子上，因此，当转子旋转时，扇叶将与转子一起转动起来。普通风扇一般采用滚珠轴承（如图5），而高档风扇为了提高运转的稳定性和增加使用寿命，通常采用更为先进的液态轴承（如图6）。 图5 滚珠轴承 图6 液态轴承的结构 二、有刷电机与无刷电机 如前所述，直流电机是利用碳刷实现换向的。由于碳刷存在摩擦，使得电刷乃至电机的寿命减短。同时，电刷在高速运转过程中会产生火花，还会对周围的电子线路形成干扰。为此，人们发明了一种无需碳刷的直流电机，通常也称作无刷电机（brushless motor）。 无刷电机将绕组作为定子，而永久磁铁作为转子（如图7），结构上与有刷电机正好相反。无刷电机采用电子线路切换绕组的通电顺序，产生旋转磁场，推动转子做旋转运动。 图7 无刷直流电机原理图 无刷电机由于没有碳刷，无需维护寿命长，速度调节精度高。因此，无刷电机正在迅速取代传统的有刷电机，带变频技术的家用电器（如变频空调、变频电冰箱等）就是使用了无刷电机，目前散热风扇中几乎全部使用无刷电机。 三、变频电机工作原理

三相无刷直流电机系统结构及工作原理

三相无刷直流电机系统结构及工作原理

图2.3 直流无刷电动机的原理框图位置传感器在直流无刷电动机中起着测定转子磁极位置的作用，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，即将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，然后去控制定子绕组换相。位置传感器种类较多，且各具特点。在直流无刷电动机中常见的位置传感器有以下几种：电磁式位置传感器、光电式位置传感器、磁敏式位置接近传感器【3】。 2.4基本工作原理 众所周知，一般的永磁式直流电动机的定子由永久磁钢组成，其主要的作用是在电动机气隙中产生磁场。其电枢绕组通电后产生反应磁场。其电枢绕组通电后产生反应磁场。由于电刷的换向作用，使得这两个磁场的方向在直流电动机运行的过程中始终保持相互垂直，从而产生最大转矩而驱动电动机不停地运转。直流无刷电动机为了实现无电刷换相，首先要求把一般直流电动机的电枢绕组放在定子上，把永磁磁钢放在转子上，这与传统直流永磁电动机的结构刚好相反。但仅这样做还是不行的，因为用一般直流电源给定子上各绕组供电，只能产生固定磁场，它不能与运动中转子磁钢所产生的永磁磁场相互作用，以产生单一方向的转矩来驱动转子转动。所以，直流无刷电动机除了由定子和转子组成电动机本体以外，还要由位置传感器、控制电路以及功率逻辑开关共同构成的换相装置，使得直流无刷电动机在运行过程中定子绕组所产生的的磁场和转动中的转子磁钢产生的永磁磁场，在空间始终保持在（π/2）rad左右的电角度。 2.5无刷直流电机参数 本系统采用的无刷电机参数 ·额定功率：100W ·额定电压：24V（DC） ·额定转速：3000r/min ·额定转矩：0.23N?m ·最大转矩：0.46N?m ·定位转矩：0.01N?m ·额定电流：4.0A

直流无刷风扇电路

直流无刷风扇电路Last revision on 21 December 2020

直流无刷风扇电路 微型直流电机在家用电器中应用很广，尤其在计算机中广泛采用直流电机进行排风降温，这种新型的直流风扇采用无刷结构，克服了传统换向器式（有刷）电机易磨损、噪音大、寿命短等缺点。据实物绘制的几种风扇电路，如附图所示。 其中图１为电源风扇电路；图２为显卡风扇电路；图３为ＣＰＵ风扇电路。图１中Ｌ１、Ｌ２为风扇无刷电动机的电枢绕组。ＩＣ为霍尔器件，其{1}脚为电源正端；{2}脚为电源负端；{3}脚为输出端；当其{3}脚输出高电平时，三极管ＴＲ１导通，Ｌ１被接通（同时ＴＲ１ｃ极呈低电平，ＴＲ２截止）；当ＩＣ{3}脚输出低电平时，ＴＲ１截止，其ｃ极呈高电平，ＴＲ２导通，Ｌ２被接通。如此循环不已，Ｌ１、Ｌ２轮流通电形成旋转磁场而使无刷电机旋转，带动风扇工作。 图２、图３电路的工作原理与上述相同。 由于ＣＰＵ等工作温度高，风扇工作环境温度高，最常见的故障现象为润滑油干涸，出现很大的噪音，也影响风扇工作。这可揭开风扇有标签的一面，加几滴润滑油即可；另一种故障现象为晶体管损坏，可揭开标签，去掉内卡圈，拆开后更换相同的晶体管即可。 电脑及电子设备冷却风机用的大多是直流无刷电机，现解剖一个通过实物讲一下工作原理。下面是解剖照片。 以上是实物解剖。 根据实物测绘电路原理图如下： 直流无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极对数(P)影响：N=120f / P。在转子极对数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速反馈至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。直流无刷电机为了能转动，必须使定子线圈的磁场和转子永久磁体的磁场之间始终存在一定的角度。转子转动的过程也就是转子磁场方向改变的过程，为了使二者磁场存在角度，到一定的程度后，定子线圈的磁场方向必须改变。那么怎么知道什么时候要改变定子磁场的方向了呢那就靠那个

无刷直流电机的工作原理(带霍尔传感器)

无刷直流电机的工作原理 无刷直流电机的控制结构 无刷直流电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响： N=120．f / P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。无刷直流电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说无刷直流电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。 无刷直流驱动器包括电源部及控制部如图 (1) ：电源部提供三相电源给电机，控制部则依需求转换输入电源频率。 电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V)，如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器(inverter)转成3相电压来驱动电机。换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(Q1～Q6)分为上臂(Q1、Q3、Q5)/下臂(Q2、Q4、Q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。无刷直流电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-sensor)，做为速度之闭回路控制，同时也做为相序控制的依据。但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为定位控制。

（图一） 无刷直流电机的控制原理 要让电机转动起来，首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，如 下（图二） inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时，控制部又再开启下一组功率晶体管，如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管)；要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。 基本上功率晶体管的开法可举例如下： AH、BL一组→AH、CL一组→BH、CL一组→BH、AL一组→CH、AL一组→CH、BL 一组， 但绝不能开成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外因为电子零件总有开关的响应时间，所以功率晶体管在关与开的交错时间要将零件的响应时间考虑进去，否则

直流风扇电机的基本工作原理

直流风扇电机的基本工作原理 直流风扇电机的基本工作原理根据供电方式的不同，电机有直流电机和交流电机两种类型。电脑中使用的风扇电机为直流电机，供电电压为＋12V 直流电机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。它由定子、转子和换向器三个部分组成，如图3。 定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分。 转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组。当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用。由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。 换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路联接。当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转，如图4。

液态轴承的结构转子利用轴承与外壳之间实现动配合。风扇的扇叶固定在转子上，因此，当转子旋转时，扇叶将与转子一起转动起来。普通风扇一般采用滚珠轴承（如图5），而高档风扇为了提高运转的稳定性和增加使用寿命，通常采用更为先进的液态轴承（如图6）。 图5 滚珠轴承

图6 液态轴承的结构 无刷直流电机原理图直流电机是利用碳刷实现换向的。由于碳刷存在摩擦，使得电刷乃至电机的寿命减短。同时，电刷在高速运转过程中会产生火花，还会对周围的电子线路形成干扰。为此，人们发明了一种无需碳刷的直流电机，通常也称作无刷电机（brushless motor）。 无刷电机将绕组作为定子，而永久磁铁作为转子（如图7），结构上与有刷电机正好相反。无刷电机采用电子线路切换绕组的通电顺序，产生旋转磁场，推动转子做旋转运动。 无刷电机由于没有碳刷，无需维护寿命长，速度调节精度高。因此，无刷电机正在迅速取代传统的有刷电机，带变频技术的家用电器（如变频空调、变频电冰箱等）就是使用了无刷电机，目前散热风扇中几乎全部使用无刷电机。

直流无刷风扇电机的优点及前景

直流无刷风扇电机的优点及前景 无刷直流电动机是一种没有机械换向器和电刷的直流电动机,它采 用电子换向装置,从而克服了一般直流电机存在的有换向火花、可靠性差、噪声大、对无线电干扰等弱点。它既有一般直流电动机的机械特性和调节性,又具有调速范围宽、体积小、启动迅速、运行可靠、效率高、寿命长等优点。 汽车发动机冷却风扇无刷直流电机的优点及基本工作原理,对 比分析了内、外转子结构的优缺点,不同转子结构的特点,定、转子铁心和永磁体材料的选择. 近年来,随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术的发展,永磁无刷直流电机得到了 长足的发展.与传统冷却风扇永磁有刷直流电机相比,无刷电机不仅具有良好的调速与启动特性、控制性能好、运行平稳、应用场合广泛等优点,而且还具有寿命长、效率高、性能稳定、可靠性高、无换向火花、机械噪声低、机械磨损小、力辉电机发热量小等有刷电机无法比拟的优点。 针对无传感器直流无刷风扇电机开环控制的不稳定性和转速闭环控制的相位偏差，首先从直流无刷风扇电机的数学模型及反电势过零点检测方法出发，阐述了由外部PWM驱动的开环控制和转速闭环控制方法的不足，提出了一种新型的基于电流反馈的无传感器直流无刷风扇电机控制系统。最后借助软件进行了建模与仿真，验证了新型控制系统的可行性。

无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。 无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按转子位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流（即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换）。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。

无刷直流电机结构

无刷直流电机结构、类型和基本原理 一、概述 直流电动机的主要长处是调速和启动特性好，堵转转矩大，被广泛应用于各种驱动装置和伺服系统中。但是，直流电动机都有电刷和换向器，其间形成的滑动机械接触严峻地影响了电动机的精度、性能和可靠性，所产生的火花会引起无线电干扰。缩短电动机寿命，换向器电刷装置又使直流电动机结构复杂、噪声大、维护困难，长期以来人们都在寻求可以不用电刷和换向器装置的直流电动机。 随着电子技术的迅速发展，各种大功率电子器件的广泛采用，这种愿望已被逐步实现。本章要介绍的无刷直流电动机利用电子开关线路和位置传感器来代替电刷和换向器，使这种电动机既具有直流电动机的特性。又具有交流电动机结构简朴、运行可靠、维护方便等优点；它的转速不再受机械换向的限制，若采用高速轴承，还可以在高达每分钟几十万转的转要中运行。 元刷直流电动机用途非常广泛，可作为一般直流电动机、伺服电动机和力矩电动机等使用，尤其适用于高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗化工等高新技术领域。无刷直流电动机将电子线路与电机融为一体，把先进的电子技术应用于电机领域，这将促使电机技术更新、更快地发展。 二、无刷直流电动机的基本结构和类型 (一)基本结构 无刷直流电动机是一种自控变频的永磁同步电动机，就其基本组成结构而言．可以认为是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关电路三部分组成的“电动机系统”。其基本结构如图5一20所示。 电动机本体在结构上是一台普通的凸极式同步电动机．它包括主定子和主转子两部分，主定子上放置空间互差120。的三相对称电枢绕组Ax、BY、cz，接成星形或三角形，主转子是用永久磁钢制成

无刷直流电机工作原理详解

无刷直流电机工作原理详解 日期: 2014-05-28 / 作者: admin / 分类: 技术文章 1. 简介 本文要介绍电机种类中发展快速且应用广泛的无刷直流电机（以下简称BLDC）。BLDC被广泛的用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表。顾名思义，BLDC不使用机械结构的换向电刷而直接使用电子换向器，在使用中BLDC相比有刷电机有许多的优点，比如： 能获得更好的扭矩转速特性； 高速动态响应； 高效率； 长寿命； 低噪声； 高转速。 另外，BLDC更优的扭矩和外形尺寸比使得它更适合用于对电机自身重量和大小比较敏感的场合。 2. BLDC结构和基本工作原理 BLDC属于同步电机的一种，这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的，所以BLDC并不会产生普通感应电机的频差现象。BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别，相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。在这里我们将集中讨论的是应用最为 广泛的3相BLDC。 2.1 定子 BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成，每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组，可以参见图2.1.1。从传统意义上讲，BLDC的定子和感应电机的定子有点类似，不过在定子绕组的分布上有一定的差别。大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组，每 个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成，偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。

BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组，它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势（反电动势的相关介绍请参加EMF一节）不同，分别呈现梯形和正弦波形，故用此命名了。梯形和正弦绕组产生的反电动势的波形图如图2.1.2和图 2.1.3所示。

详解直流风扇的几种调速方式

关于DC风扇（2、3、4线）的PWM调速测试 本次测试主要目的： ·测试不同额定功率的风扇可耐受的最低电压 ·4线风扇（+V , -V, pulse sensor , PWM control）PWM调速表现 ·2线风扇基于外部PWM控制的调速表现 ·在有不间断电源情况下3线风扇基于外部PWM控制的调速表现 ·我们的推荐 一：基于山洋（SANYO DENKI）风扇的调速方式 目前基于山洋（SANYO DENKI）DC风扇的调速方式主要有以下几种： 1、4线风扇（+V , -V, pulse sensor , PWM control）的调速 2、内置或外置测温元件的调速。 3、电压调速。 4、通过外部电路对非4线风扇（2、3线）风扇的PWM调速。 以上1、2项调速方式，风扇在工作时的 +V和-V均加载风扇的额定电压，通过PWM值和测温元件来调速，这两种转速控制方式可以基于任何山洋（SANYO DENKI）的风扇来定制，您只需在样本根据您对风扇尺寸、风量、静压等要求选择您所需的标准风扇，之后将您对风扇转速的要求提给我们，我们即可按照您的要求来定制您的风扇。 第三种调速方式是通过外围电路调整风扇的+V和-V两端电压来调速风扇转速，风扇在调速过程中工作在非额定电压下。任何DC风扇（2、3、4线）均可以采用此种方式来调整转速。 二：几种调速方式的比较 1、采用4线风扇的PWM调速： 此方式可以在风扇可调速范围内精确的控制转速，可以良好的根据温度 变化实现PID控制，以达到最理想的温度控制和风扇噪音之间的平衡。 但需要外部PWM脉冲电路和测温电路的配合，相对较复杂。 2、测温元件调速： 此方式最大的有点就是可以在最大程度上简化控制电路的前提下实现 温控。内置测温元件的风扇甚至不用搭配任何外围电路，即可实现自身 的转速控制，从简化电路方面考虑此方式确为最佳选择方案。而且您只 需选择您需要的风扇和您需要的温控范围，测温元件可以由山洋（SANYO DENKI）来提供或指定型号。此方案日后可编程度低，（尤其是内置测温 元件的风扇）一旦选定，要改变温度和转速的对应关系难度较大。 3、电压调速： 电压调速适用性广，几乎可以在任何DC风扇中使用此方法调速，但由 于不同风扇对启动电压的需求不同，在有些要求启动电压较大的风扇上 可调速的范围就比较小，不易实现温度和风扇转速的理想搭配。而且如 果实现自动温控，此方案的外围电路也相对较复杂。 4、通过外部电路对非4线风扇（2、3线）风扇的PWM调速： 此方案也是本次测试的主要目的。通过PWM脉冲电路对风扇两端+V和 -V进行PWM控制，它可以在任何DC风扇实现较灵活的转速控制，不过 同4线PWM调速方式一样，此方案也需要较复杂的外围电路（可能比4 线风扇还要复杂一些）。 三：测试

直流无刷风扇电机的优点及前景

直流无刷风扇电机的优 点及前景 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

直流无刷风扇电机的优点及前景 无刷直流电动机是一种没有机械换向器和电刷的直流电动机,它采用电子换向装置,从而克服了一般直流电机存在的有换向火花、可靠性差、噪声大、对无线电干扰等弱点。它既有一般直流电动机的机械特性和调节性,又具有调速范围宽、体积小、启动迅速、运行可靠、效率高、寿命长等优点。 汽车发动机冷却风扇无刷直流电机的优点及基本工作原理,对比分析了内、外转子结构的优缺点,不同转子结构的特点,定、转子铁心和永磁体材料的选择. 近年来,随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术的发展,永磁无刷直流电机得到了长足的发展.与传统冷却风扇永磁有刷直流电机相比,无刷电机不仅具有良好的调速与启动特性、控制性能好、运行平稳、应用场合广泛等优点,而且还具有寿命长、效率高、性能稳定、可靠性高、无换向火花、机械噪声低、机械磨损小、力辉电机发热量小等有刷电机无法比拟的优点。 针对无传感器直流无刷风扇电机开环控制的不稳定性和转速闭环控制的相位偏差，首先从直流无刷风扇电机的数学模型及反电势过零点检测方法出发，阐述了由外部PWM驱动的开环控制和转速闭环控制方法的不足，提出了一种新型的基于电流反馈的无传感器直流无刷风扇电机控制系统。最后借助软件进行了建模与仿真，验证了新型控制系统的可行性。

无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。 无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按转子位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流（即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换）。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。

风扇工作原理

＊AC风扇工作原理：AC风扇与DC风扇的区别。前者电源为交流，电源电压会正负交变，不像DC风扇电源电压固定，必须依赖电路控制，使两组线圈轮流工作才能产生不同磁场。AC风扇因电源频率固定，所以硅钢片产生的磁极变化速度，由电源频率决定，频愈高磁场切换速度愈快，理论上转速会愈快，就像直流风扇极数愈多转速愈快的原理一样。不过，频率也不能太快，太快将造成启动困难 ＊DC风扇工作原理：导体通过电流，周围会产生磁场，若将此导体置于另一固定磁场中，则将产生吸力或斥力，造成物体移动。在直流风扇的扇叶内部，附着一事先充有磁性之橡胶磁铁。环绕着硅钢片，轴心部份缠绕两组线圈，并使用霍尔感应组件作为同步侦测装置，控制一组电路，该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流工作。硅钢片产生不同磁极，此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。当吸斥力大于风扇的静摩擦力时，扇叶自然转动。由于霍尔感应组件提供同步信号，扇叶因此得以持续运转。 ＊双滚珠轴承：成熟高端产品，从工艺、高精度和高品质控制等方面为产品提供可靠保障。＊含油轴承：适用于产品市场生命周期不长，运行环境不苛刻之产品，以期降低成本。工艺、精度和品质控制方面确保产品品质。 ＊如何选用合适的风扇最主要是能有足够的风量以达到所需之散热效果，考虑因素有：风量、风压、电流、电压、转速、寿命、无异音等。 一、如何测量噪音值 SUNON风扇的噪音是在背景噪音低于15 dBA无回响室中所测量。待测风扇在自由空气中运转，距入风口一米 处置一噪音计。 音压级(Sound Pressure Level)依背景因素而定，与音能级(Sound Power Level)由下列公式表示之：

SPL = 20㏒ P／Pref及SWL = 10㏒ W／Wref 其中, ?P = 音压 ?Pref = 基准音压 ?W = 音源的噪音能量 ?Wref = 音源的噪音能量 风扇的噪音值通常以音压级(SPL)之倍频带绘出。分贝(dBA)的改变所形成的效应，如下列征兆所示： ? 3 dBA 几乎没有感觉 ? 5 dBA 感觉出来 ?10 dBA 感觉两倍大声响 噪音程度： ?0 ~ 20 dBA 很微弱 ?20 ~ 40 dBA 微弱 ?40 ~ 60 dBA 中度 ?60 ~ 80 dBA 大声 ?80 ~ 100 dBA 很大声 ?100 ~ 140 dBA 震耳欲聋 二、如何达成低噪音 下列准则提供风扇使用者最佳方法，以降低噪音至最小： 1.系统阻抗(System Impedance) 一个机壳的入风口与出风口之间范围占全部系统阻抗的60%至80%，另外气流愈大，噪音相对愈高。 系统阻抗愈高，冷却所需的气流愈大，因此为了将噪音降至最小，系统阻抗必须减至最低程度。 2.气流扰乱 沿着气流路径所遇到的阻碍而造成的扰流会产生噪音。因此任何阻碍，特别在关键的入风口与出风口范围，必须避免，以降低噪音。 3.风扇转速与尺寸 由于高转速风扇比低转速风扇产生较大的噪音，因此应尽可能尝试及选用低转速风扇。而一个尺寸较大、转速较低的风扇，通常比小尺寸、高转速的风扇，在输送相同风量时安静。 4.温度升高 一个系统内，冷却所需的风量与允许的温升成反比。允许温升稍微提高，即可大量减少所需的风量。 因此，如果对强加之允许温升的限制略微放松一些，所需风量将可降低，噪音亦可降低。

直流风扇电机转速测量与PWM控制

1直流电机……………………………………………………………..6. 1.1直流电机的结构 (7) 1.2直流电机的原理 (7) 1.3直流电机的主要技术参数 (8) 1.4直流电机调速技术指标 (9) 2 .单片机的相关知识 (9) 2.1单片机的简介 (9) 2.2单片机的发展史 (9) 2.3单片机的特点 (10) 2.4 AT89C51单片机的介绍 (11) 3. 硬件电路的设计 (13) 3.1 控制电路的设计………………………………………………………….13. 3.2 隔离电路的设计 (14) 3.3驱动电路的设计 (14) 3.4续流电路的设计 (17) 3.5 整个电路原理图 (18) 4. 软件设计 4.1 主程序设计 (18) 4.2 数码显数设计…………………………………………………………….20. 4.3功能程序设计 (20) 5.结束语 (24) 参考文献 (24)

摘要 本课题是对直流电机PWM调速器设计的研究，主要实现对电动机的控制。因此在设计中，对直流调速的原理，直流调速控制方式以及调速特性，PWM基本原理及实现方式进行了全面的阐述。 为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89S52单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示，驱动模块，实现对电动机的转速的显示和测量；由命令输入模块，光电隔离模块及H型驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序的控制下，不断给光电隔离电路发送PWM波形，H型驱动电路完成电机的正反转控制。在设计中，采用PWM调速方式，通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，进而实现对电动机的调速。设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大的简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。

风扇工作原理

*AC风扇工作原理：ＡC风扇与DＣ风扇得区别。前者电源为交流,电源电压会正负交变,不像ＤC风扇电源电压固定,必须依赖电路控制，使两组线圈轮流工作才能产生不同磁场.AC 风扇因电源频率固定,所以硅钢片产生得磁极变化速度，由电源频率决定,频愈高磁场切换速度愈快,理论上转速会愈快,就像直流风扇极数愈多转速愈快得原理一样。不过，频率也不能太快,太快将造成启动困难 ＊DC风扇工作原理:导体通过电流,周围会产生磁场,若将此导体置于另一固定磁场中，则将产生吸力或斥力,造成物体移动。在直流风扇得扇叶内部，附着一事先充有磁性之橡胶磁铁。环绕着硅钢片，轴心部份缠绕两组线圈，并使用霍尔感应组件作为同步侦测装置,控制一组电路,该电路使缠绕轴心得两组线圈轮流工作。硅钢片产生不同磁极，此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。当吸斥力大于风扇得静摩擦力时，扇叶自然转动。由于霍尔感应组件提供同步信号,扇叶因此得以持续运转。 ＊双滚珠轴承：成熟高端产品,从工艺、高精度与高品质控制等方面为产品提供可靠保障. ＊含油轴承:适用于产品市场生命周期不长，运行环境不苛刻之产品，以期降低成本。工艺、精度与品质控制方面确保产品品质。 *如何选用合适得风扇最主要就是能有足够得风量以达到所需之散热效果，考虑因素有:风量、风压、电流、电压、转速、寿命、无异音等. 一、如何测量噪音值 SUＮＯN风扇得噪音就是在背景噪音低于15 dBA无回响室中所测量。待测风扇在自由空气中运转，距入风口 一米处置一噪音计. 音压级(Sｏuｎd Ｐｒessuｒe Ｌevel)依背景因素而定，与音能级(Sound Power Level）由下列公式表示之： ?SＰL ＝ 2０㏒Ｐ/Pref及SWL = 10㏒Ｗ/Wref 其中,

无刷电机结构图及里面的霍尔信号工作原理

无刷电机结构图及里面的霍尔信号工作原理 (2009-05-30 17:33:55) 转载 标 签： 教育 霍耳的红线一般接5－12v直流电。推荐5－7v。 霍耳的信号线传递电机里面磁钢相对于线圈的位置，根据三个霍耳的信号控制器能知道此时应该如何给电机的线圈供电（不同的霍耳信号，应该给电机线圈供相对应方向的电流），就是说霍耳状态不一样，线圈的电流方向不一样。 霍耳信号传递给控制器，控制器通过粗线（不是霍耳线）给电机线圈供电，电机旋转，磁钢与线圈（准确的说是缠在定子上的线圈，其实霍耳一般安装在定子上）发生转动，霍耳感应出新的位置信号，控制器粗线又给电机线圈重新改变电流方向供电，电机继续旋转（线圈和磁钢的位置发生变化时，线圈必须对应的改变电流方向，这样电机才能继续向一个方向运动，不然电机就会在某一个位置左右摆动，而不是连续旋转），这就是电子换相。 电动车用无刷直流电机工作原理 摘要: 无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为bldc.无刷直流电机的运转效率,低速转矩,转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注.本产品已经生产超过55kw,可设计到400kw,可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。. 关键词:无刷直流电机永磁同步电机直流变频钕铁硼 abstract: brushless direct current motor has the same dc motor output characteris tics, also named bldc. bldc have higher output torque in low speed, higher efficiency and better speed precision than any control modes of frequency converter drives. this chapte r introduce capacity up to 400kw for the industrial application. key words:brushless direct current motor permanent magnetic synchronous motor bldc ndfeb [中图分类号]tm921 [文献标识码]b 文章编号1561-0330(2003)06-00 1 无刷直流电动机简介 无刷直流电动机的学名叫“无换向器电机”或“无整流子电机”,是一种新型的无级变速电机,它由一台同步电机和一组逆变桥所组成,如图1所示。它具有直流电机那样良好的调速特性,但是由於没有换向器,因而可做成无接触式,具有结构简单,制造方便,不需要经常性维护等优点,是一种现想的变速电机。 在工作原理上有二种不同的工作方式： (1)直流无刷电机:又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统”,如图1所示。是将三相交流电源整流后变成直流，再由逆变器转换成频率可调的交流电,但是,注意此处逆变器是工作在直流斩波方式。(2)交流无刷电动机:它是利用交-交变频器向同步机供给交流电。

散热风扇v直流无刷电动机驱动电路完整版

散热风扇v直流无刷电 动机驱动电路 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

散热风扇12V直流无刷电机驱动电路 作者：佚名??文章来源：本站原创??点击数342??更新时间：2009-11-3 9:08:03??文章录入：随影清风??责任编辑：随影清风 电脑机箱内少不了大小几个散热风扇，电源盒里一个散热风扇、CPU一个散热风扇、显卡一个散热风扇，机箱上一般也有散热风扇。下面给出两款12V散热风扇无刷电机驱动电路 电源、机箱散热风扇电机驱动电路（两引线，无检测端口） CPU散热风扇电机驱动电路（三引线，带检测端口） 风冷散热器的工作噪音主要有三个来源：轴承的摩擦与振动、扇叶的振动、风噪。 1.轴承的摩擦与振动：不但产生噪音，而且影响性能，缩短器件寿命，降低能源利用效率，是产品设计中尽量解决的关键技术问题。 2.扇叶的振动：一般采用塑料制作的风扇扇叶具有一定的韧性，可以承受一定程度的物理形变，同样也会在推动空气过程中因受力发生振动，但幅度一般较小。另一种较为严重的振动则是由于扇叶质量分布不均，质心与旋转轴心存在偏心距所致。当扇叶面积（质量）或偏心距较大的情况下，可能会带动风扇甚至散热器整体发生振动，进而波及整个机箱。如果发生此类现象，则应怀疑风扇品质与工作状态。 3.风噪：流动的空气之间互相冲扰，与周围物体发生摩擦，叶片对气流的分离作用，周期性送风的脉动力等，都会产生噪音。空气流速越快，湍流越多，往往风噪也越大，而且会随着风速的提高呈加速度增大。普通的轴流风扇会在扇叶与外框间的空隙处产生反激气流，产生较大风噪的同时，更会对风量造成不利影响，也正因此出现了折缘、侧进风等改良设计。 噪音的主要影响就体现在使用者的身心健康与安全之上，而与噪音相伴的振动则可能导致芯片磨损、接口松动、盘片划伤等危及使用的现象。