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无刷发电机稳压原理?

218 2024-07-26 11:04 admin   手机版

一、无刷发电机稳压原理?

无刷交流发电机的工作原理是对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁,其转子电枢绕组将发出交流电,经过整流后在转子向主发电机在转子的励磁绕组供电,从而使主发电机在定子的电枢绕组感应出所需的交流电来。这就是一般交流发电机的“无刷”工作原理。

二、发电机无刷的好还是有刷的好?

有刷电机减速齿轮较强,耐磨性好,无刷电机降低了工作效率,可取性不强,但他噪音小。可以根据自己的实际情况进行挑选。

三、无刷发电机?

答:无刷发电机实际上是两台发电机构成的,一台作为励磁机,一台才是主发电机,还有二极管(或晶闸管)构成的旋转整流器。

主发电机的励磁绕组在转子,电枢绕组在定子(将发出的电输出)。励磁机的电枢绕组在转子,励磁绕组在定子。1950年代由美国人克莱伦斯。算恩发明。

四、摩托车无刷发电机原理

摩托车无刷发电机原理详解

摩托车无刷发电机是现代摩托车中广泛应用的一种发电设备。它通过静止子线圈和旋转子线圈之间的磁场变化产生交流电,为摩托车的电子设备提供稳定可靠的电力。以下是摩托车无刷发电机的原理及工作方式的详细解析。

1. 无刷发电机工作原理

无刷发电机通过电子控制系统控制转子上的电磁铁的电流,产生磁场,然后借助转子的旋转,使磁场与定子上的线圈产生变化,从而产生交流电。相较于传统的刷式发电机,无刷发电机具有结构简单、效率高、寿命长等优点。

2. 无刷发电机的组成

无刷发电机由转子和定子组成。

  • 转子:转子是无刷发电机的旋转部分,上面安装有多个电磁铁。转子的旋转是由摩托车发动机带动的。
  • 定子:定子是无刷发电机的静止部分,上面安装有一圈线圈。当转子旋转时,通过电子控制系统的控制,电流被施加到线圈上,从而产生磁场。

3. 无刷发电机的工作方式

无刷发电机的工作方式可以简单分为充电模式和放电模式。

充电模式:

在充电模式下,蓄电池需要充电以存储能量。当摩托车发动机启动后,无刷发电机开始工作。电子控制系统控制转子上的电磁铁产生磁场,并通过旋转与定子上的线圈形成变化的磁场。这样,交流电就被产生并流向蓄电池,以充电。充电模式下,无刷发电机的输出电压要高于蓄电池的电压,以推动电流流向蓄电池。

放电模式:

当蓄电池中的能量被耗尽时,无刷发电机会切换到放电模式。在放电模式下,电子控制系统停止了对转子上电磁铁的电流控制,转子停止旋转,变化的磁场也停止产生。此时,无刷发电机的输出电压低于蓄电池电压,电流开始从蓄电池流向发电机,使其继续工作并产生稳定的电流供应摩托车电子设备。

4. 无刷发电机与刷式发电机的区别

与传统的刷式发电机相比,无刷发电机有以下几个显著区别:

  • 结构简单:无刷发电机的结构相对简单,无需刷子与浸润式螺旋槽之间的磨损和接触问题。
  • 效率高:由于无刷发电机没有电刷和旋转子上的换向器,能量转换的效率更高。
  • 寿命长:无刷发电机的寿命通常比刷式发电机更长,因为无刷发电机没有刷子与换向器需要定期更换。
  • 电压稳定:无刷发电机的输出电压更加稳定,不会因为刷子和换向器接触不良而波动。

5. 无刷发电机的维护与故障排除

无刷发电机是摩托车重要的电气元件之一,因此进行定期维护和故障排除非常重要。

维护:

  • 保持清洁:定期清洁无刷发电机,以防止灰尘和脏物进入影响正常工作。
  • 检查电线连接:定期检查无刷发电机的电线连接是否牢固,以保障电流传输的稳定性。
  • 定期保养:定期进行无刷发电机的保养,如更换电磁铁、线圈等零部件。

故障排除:

  • 电流输出异常:若无刷发电机的电流输出异常,可能是电磁铁短路、线圈开路等故障导致,需要进行修理或部件更换。
  • 无输出电流:若无刷发电机完全没有输出电流,可能是电磁铁断路或电线连接松动等问题,需要进行检查和修复。
  • 温度过高:若无刷发电机的温度异常升高,可能是散热不良或内部元件损坏导致,及时解决才能保证发电机的正常工作。

结论

无刷发电机作为现代摩托车中的重要组成部分,具有结构简单、效率高、寿命长、输出电压稳定等优点,越来越受到人们的青睐。只要进行定期的维护和故障排除,它能提供稳定可靠的电力供应,确保摩托车电子设备的正常运行。

五、无刷发电机原理?

无刷交流发电机的工作原理是对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁,其转子电枢绕组将发出交流电,经过整流后在转子向主发电机在转子的励磁绕组供电,从而使主发电机在定子的电枢绕组感应出所需的交流电来。

另外,还有一种可能,那就是:发电机直接由安装在转子的永久磁铁励磁,转子的绕组用来调节励磁磁场的,电阻、电容则作为滤波用的。

六、无刷发电机接线?

接线方法是通过调整线圈引线的相序和霍耳引线的相序,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。

七、无刷发电机与有刷发电机区别?

唯一的区别是:有刷交流发电机的磁场烧组随发电机转子一起转动;而无刷交流发电机的磁场绕组是静止不动的,即不随转子一起转动。因此,其磁场绕组的两条引线可直接从后端盖引出,省去了经常维护和检修炭刷和滑环的工作。由于磁场绕组和电枢绕组一样,都固装在发电机后端盖上,所以,工作中装在转子总成上的爪形磁极是在电枢绕组和班场绕组之间的空隙中旋转。

无刷交流发电机的优点是:工作时无火花,对无线电设备干扰小,克服了有刷发电机因炭刷和滑环间的摩擦与磨损而引发的接触不良、不发电或发电不稳等常见故障。其不足是:因磁路中增加了两个附加空隙,使其低速运转时的充电性能较有刷发电机略有下降。

八、发电机稳压器如何接线?

在做电源实验时,经常能够听到:电源芯片怎么这么烫;电源芯片又又又烧了。发生这些问题的原因大多数情况是在设计原理图时,同学们经常直接照着典型应用电路设计,更甚者是网上搜一个别人的设计就用。不重视器件工作原理和性能特征,虽然表面上也能达到输出电压的要求,但是这里面存在很多设计隐患。

在一个设计项目中,我们设计最多的就是电源,给我们板子上不同的器件输出不同的电流电压。LDO(线性变换器)可以得到不同的直流电压输出,成本低、性能好,且使用起来也很简单,让LDO稳压芯片用的也越来越多,几乎每块开发板都有其身影。

在ADI产品中,涵盖各种各样的高性能低压降 LDO。这些 LDO 具有极低的压降、快速瞬态响应、出色的线路和负载调整等特性,并具有非常宽的输入电压范围(0.9 V 至 80 V),输出电流范围为 100 mA 至 10 A,具有正输出、负输出和多输出。在“ADI校园计划”微信回复:LDO,即可获取ADI LDO评估板相关设计资料。

LDO电源芯片虽然用起来比开关电源简单许多,但是在设计过程中我们要结合项目的使用场景,选择合适的LDO,否则也会出现开头说的电源芯片发烫或者烧了的情况。

☞在开始选择并设计LDO电路前,我们需要明白LDO的工作原理

典型的LDO电路工作基本原理

在LDO回路中的晶体管运行于线性区,就像放置了一个可调电阻在输入与输出之间,勉强承受两个节点之间的电压降。VIN12v进来,VCC输出,晶体管Q1做调节,反馈的电路电阻判断输出电压达到多少伏,再反过来控制晶体管的导通角度。通过调节晶体管Q1的线性工作点,能够让输出的电压稳定在某一个值。在1970年,推出的第一个芯片调压器是LM317。

因为LDO没有开关器件,完全靠晶体管的导通角度来控制输出,所以LDO的噪声是uv级别的。在ADI的LDO产品中,LT1761-5的噪声只有20uVrms,LT3045的噪声甚至只有0.8uVrms。所以在通讯设备中的射频部分、网络、音频、仪表放大器等应用场合,LDO非常适应。

LT1761-5 LDO输出电压噪声

☞ LDO的效率为:ηLR=Vo/Vin,从上面的介绍的原理看,LDO的输入输出的电流是一样的,输入输出的电压是不同,电压差就完全靠Q1来承受。

LDO效率曲线

从上面的曲线图可以看出来随着压差的增大,效率就越低。假如LDO的输入是12v,输出是6v,工作效率就是50%。当然,如果有需要低压差的场景,比如5v输入,4.5v输出,这样效率就能达到90%。但这样的场景毕竟是少数,而且需要非常低压差的LDO实现。

我们大部分常见的电源转换电路,比如5v转3.3v,转2.5v。压差比较大是对LDO效率非常大的挑战。

在使用LDO的过程中,我们需要十分注意LDO效率与电流的问题。LDO效率低并不是非常可怕,怕是当电流比较大的时候,大部分的功率就损耗在晶体管Q1上,晶体管会产生热量,当晶体管温度达到一定高度时,就LDO无法保证正常工作了。

LDO非常重要的参数——LDO压降(VDO),是指输入与输出之间能够维持正常工作的最小压差。要维持内部的工作,晶体管的PN结是有压降,所以这个压降是一定会存在,而且是消除不了。

从上图,我们可以总结两点:LDO的输入必须比输出高,即VIN=VOUT+VDO;随着流过LDO的电流增大,维持LDO正常工作的压差也会随即增大。这也是在做LDO设计的时候不得不考虑的点。

普通的LDO,像我们经常使用的LM7805 需要至少 2V 的压降;低压差LDO, 通常<1V (~300mV 比较常见);极低压差器件VLDO, <100mV(LT3071 只有85mV压差 @ 5A输出)。

压差的存在,系统电流又是恒定的,LDO压降产生的功率全都集中在了晶体管上。温度超过额定温度之后,LDO就会停止工作。所以在设计过程中,另外一点就是LDO损耗功率和发热的问题

LDO的最大功率损耗(PD)的定义是:

PD= [VIN(max)-VOUT]*Iout+ IQ*VIN(max)

上面的公式可以认定为损耗在晶体管上的功耗,红色部分是静态功耗,通常只占到损耗功率的1%以内,可以忽略不计,只需要考虑输入输出之间的压降带来的功率损耗。

LDO的结温(TJ)是:

TJ 超过额定的温度后,芯片就会烧掉,所以我们要怎么控制这个温度。增加散热器是为了增加散热器到空间的散热效果,可以把热量尽快的散出去,确保内核温度TJ 不会超过最大的规格书标定的可以正常运行的结温TJ 。

除了散热器之后,LDO芯片不同封装有不同的热阻,依照最大PD选择正确的封装形式。下图三种不同封装,有不同的内核热阻,结温的效果差异非常大:

为了系统更稳定,LDO在输入输出端经常可见滤波电容,输入电容CIN和输出电容Cout。对于输入电容选择不合适,就会在瞬态突变负载时进入跌落状态;而输出电容则影响稳定性和瞬态响应。如果Cout的类型和/或值没有选择恰当,一些LDO可能存在稳定性问题。一般来说,较大的Cout值会减少峰值偏移,改善瞬态响应。通常,用于暂态响应的最佳Cout是不同类型电容器并联组合。

在设计LDO电路的时候,大多数人会直接根据典型应用电路设计。但是以后要记得在设计电路前,查看芯片规格说上关于电容大小的说明:

在一些仪器仪表应用场合,既需要非常低的噪声,又希望获得更大的电流,这就不得不通过并联LDO的方式实现。

这里有个问题,传统的LDO输出电压是靠两个电阻的反馈去控制晶体管的工作线性。但是两个电阻都是有误差的,如果一个电阻正偏1%的误差,一个反偏1%的误差,输出的误差就会增加一倍为2%。

考虑到我们的要求是两个LDO并联需要更大电流的时候,如果一个LDO输出是3.3V,另外一个并联的LDO不是3.3V,这时候两个LDO的电流是不平衡的。同一个负载输入电压高的那一路,电流一定比较大,所以传统的LDO做并联是非常糟糕的,两个LDO会相继炸掉。

这时,就需要对LDO的内部工作结构进行创新,从由两个电阻控制晶体管工作,改变为反馈电压直接回来,这样设计使得LDO极大改善了电压调节能力和瞬态响应。

新的LDO用电流作为基准,直接通过反馈控制工作状态,不需要更复杂的反馈电阻,所以输出电压降到0也是可能的。只需要一个电阻设置基准点,就可以控制输出电压。输出电压直接到负反馈,电流是恒定的,通过调节电阻,就相当于设置基准电压,即使两个LDO并联,误差对电流的影响已经非常小了。LT3080是第一个推向市场的创新LDO产品。

最后,虽然LDO简单好用,但是LDO这些隐藏的“坑”直接影响你的设计结果。在设计前,多思考一步,就会少烧一颗芯片。END

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原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/DMcrM62nWm6uiCffwybWrA转载自:达尔闻说原文链接:线性稳压器LDO选择与使用技巧

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九、发电机有刷无刷哪个好?

一、无刷直流电机的外特性好,能够在低速下输出大转矩,使得它可以提供大的起动转矩; 

二、无刷直流电机的速度范围宽,任何速度下都可以全功率运行;

三、无刷直流电机的效率高、过载能力强,使得它在拖动系统中有出色的表现;

四、无刷直流电机的再生制动效果好,由于它的转子是永磁材料,制动时电机可以进入发电机状态;

五、无刷直流电机的体积小,功率密度高;

六、无刷直流电机无机械换向器,采用全封闭式结构,可以防止尘土进入电机内部,可靠性高;

七、无刷直流电机比异步电机的驱动控制简单。

十、发电机有刷还是无刷好?

发电机无刷相对于有刷好一些。

但是万事都不是绝对的,发电机有刷低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的。

不过就无刷电机的使用方便性来看,随着无刷控制器的成本下降趋势和国内外无刷技术的发展与市场竞争,无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段,这也极大促进了柴油发电机组的展。 

发电机有刷的缺点:

1、摩擦大,损耗大

用户们在以前玩有刷电机的时候都碰到这个问题,那就是使用电机一段时间以后,需要打开电机来清理电机的碳刷,费时费力,维护强度不亚于来一次家庭大扫除。

2、发热大,寿命短

由于有刷电机的结构原因,电刷和换向器的接触电阻很大,造成电机整体电阻较大,容易发热,而永磁体是热敏元件。

如果温度太高的话,磁钢是会退磁的,使电机性能下降,影响有刷电机的寿命。

3、效率低,输出功率小

上面说到的有刷电机发热问题,很大程度是因为电流做功在电机内部电阻上了,所以电能有很大程度转化为了热能,所以有刷电机的输出功率不大,效率也不高。

发电机无刷的优点:

1、无电刷、低干扰

无刷电机去除了电刷,最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。

2、噪音低,运转顺畅

无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音会低许多,这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。

3、寿命长,低维护成本

少了电刷,无刷电机的磨损主要是在轴承上了,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电动机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可。

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