閥門馬達

直流電機通常比交流電機具有更高的技術和經濟指標（特性線性、高效率、小尺寸等）。一個顯著的缺點是存在電刷裝置，這會降低可靠性、增加慣性矩、產生無線電干擾、爆炸危險等。因此，製造非接觸式（無刷）直流電機的任務自然而然地發生了。

隨著半導體器件的出現，這個問題的解決方案成為可能。在稱為恆閥電流電機的非接觸式直流電機中，電刷組由半導體開關代替，電樞靜止，轉子永久磁鐵.

氣門發動機的工作原理

閥門馬達氣門電機被理解為一種可變電驅動系統，由結構類似於同步電機的交流電動機、氣門轉換器和根據電機轉子的位置提供電機繞組電路換向的控制裝置組成。從這個意義上講，閥電機類似於直流電機，其中通過換向開關連接位於勵磁極下方的電樞繞組的那一匝。

直流電動機是一種複雜的機電設備，結合了最簡單的電機和電子控制系統。

直流電機有嚴重的缺點，主要是由於有刷集電器的存在：

1、採集裝置可靠性不夠，需要對其進行定期維護。

2. 電樞電壓值有限，因此限制了直流電機的功率，這限制了它們在高速、大功率驅動器中的使用。

3. 直流電機的過載能力有限，限制了電樞電流的變化率，這對於高動態電力驅動至關重要。

在氣門發動機中，這些缺點不會顯現出來，因為這裡的電刷集電器開關被晶閘管（用於大功率驅動器）或晶體管（用於功率高達 200 kW 的驅動器）上的非接觸式開關所取代).基於此，在結構上以同步電機為基礎的閥門電機通常被稱為非接觸式直流電機。

在可控性方面，無刷電機也類似於直流電機——它的速度是通過改變所施加的直流電壓的大小來調節的。由於其良好的調節性能，閥門電機被廣泛用於驅動各種機器人、金屬切割機、工業機器和機構。

電驅動永磁晶體管換向器

這種閥門電機是在轉子上裝有永磁體的三相同步電機的基礎上製成的。三相定子繞組由串聯提供給兩個串聯相繞組的直流電供電。繞組的切換是由一個按三相橋式電路製作的晶體管開關進行的，晶體管開關根據電機轉子的位置進行開閉。閥門電機圖如圖 1 所示。

三極管開關閥電機圖解

如圖。 1.帶晶體管開關的氣門馬達示意圖

電機產生的扭矩由兩個線程的相互作用決定：

• 由定子繞組中的電流產生的定子，

• 由高能永磁體（基於釤鈷合金等）製成的轉子。

其中： θ 是定子和轉子磁通矢量之間的立體角； pn 是極對數。

定子磁通量傾向於旋轉永磁體轉子，使轉子磁通量與定子磁通量方向匹配（不要忘記磁針、羅盤）。

轉子軸上產生的最大力矩將在磁通矢量之間形成一個等於 π / 2 的角度，並且隨著磁通流動的接近將減小到零。這種依賴性如圖 1 所示。 2.

讓我們考慮對應於電機模式（極對數 pn = 1）的磁通矢量的空間圖。假設此刻晶體管 VT3 和 VT2 導通（見圖 1 中的示意圖）。然後電流流過 B 相繞組，並以相反方向流過 A 相繞組。由此產生的矢量 ppm。定子將在空間中佔據位置 F3（見圖 3）。

如果轉子現在處於圖所示的位置。 4，則電機將根據1發展轉子順時針轉動的最大扭矩。隨著角度 θ 的減小，扭矩將減小。當轉子旋轉30°時，要按圖3的曲線圖。 2. 切換電機相位中的電流，使生成的 ppm 矢量定子位於位置 F4（見圖 3）。為此，關閉晶體管 VT3 並打開晶體管 VT5。

相位切換由轉子位置傳感器DR控制的晶體管開關VT1-VT6進行；在這種情況下，角度θ保持在90°±30°以內，這對應於具有最小紋波的最大扭矩值。在 ρn = 1 時，轉子每轉一圈必須進行六次開關，因此為 ppm。定子將轉一整圈（見圖 3）。當極對數大於 1 時，ppm 矢量的旋轉定子因此轉子將是 360/pn 度。

電機轉矩與定子和轉子磁通矢量之間角度的依賴性（pn = 1 時）