2024年1月13日 星期六

馬達的功率_解決篇

這個功率的問題應該就比較容易理解了
當我們把風扇拿起來
基本上霍爾在沒有外磁影響的情況下線圈還是會過電
綠色線圈產生N極,紫色線圈產生S極


為甚麼?這是霍爾特性和電路設計的問題
以後再說
因此我們直接對無刷馬達通電(沒有風扇)
會有一個0.19A的電流


但如果這時候加入風扇
風扇(外加磁場)的移動會讓線圈產生一個反向的電動勢(黃色部分)
如下示意圖


綠色是原先通入線圈的0.19A電流
黃色是因為外加磁場對線圈產生的反向電動勢
因此反而削弱了原本通入線圈的電流,實際測量約0.11A


但這時候如果按住風扇(如同增加了轉子的負載)
轉子轉速下降,外加磁場對線圈的磁通量變化率也減少
產生的反向感應電動勢當然也跟著變小



所以又會恢復好像沒有放入風扇(外加磁場)的情況
電流就會跟著增加了

所以相同的概念也適用有刷馬達
只不過正常情況下我們不會將轉子(線圈)取出
因此在無負載(空轉)的情況下轉速較高
場磁鐵對線圈產生較高的反向感應電動勢
輸入的電流就會比加上風扇(有負載,轉速下降)來得小



若這樣的理論正確
我們將轉子取出直接通電
果然電流又更大了



如此,這個功率的問題就解決了
其實就是比較的基準點不同產生的誤會而已

馬達的功率_無刷永磁風扇的原理

要解決這個馬達功率的問題
首先要先了解無刷永磁馬達的工作原理才行

一般課本提到的都是有刷馬達
構造和原理大家都很清楚了,就不再多說
但如果是電腦風扇就是無刷馬達了


基本上無刷馬達的轉子是永磁
我們直接偵測磁極分布的情況



結果如下圖所示

定子的部分是線圈
基本上有兩組,採相對分布
利用霍爾來控制要哪一組通電



如下的元件就是霍爾(有標IC1的那個小零件)


電路連接方式以後再說
我們先利用一個小磁鐵來欺騙霍爾,偵測線圈產生的磁極分布模式




結果如下


當N靠近霍爾(紅色圈的部分),紫色線圈產生N極,綠色線圈不通電
所以當風扇(內有磁鐵轉子)的N極接近霍爾
紫色線圈為N極,剛好轉子的N極就在紫色線圈旁
定子線圈就會推動風扇轉動



當轉動到S極接近霍爾時
綠色線圈為N極(藍色圈的部分),此時轉子的N極就在綠色線圈旁
定子線圈就會再度推動風扇轉動


如此循環,就會不斷加速風扇旋轉了