德国冯哈伯FAULHABER直流电机工作原理

　　德国冯哈伯FAULHABER直流电机工作原理如下:
将直流电能转换为机械能的转动装置。电动机定子提供磁场，直流电源向转子的绕组提供电流，换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。根据是否是否配置有常用的电刷-换向器可以将直流电动机分为两类，包括有刷直流电动机和无刷直流电动机。
无刷直流电机是近几年来随着微处理器技术的发展和高开关频率、低功耗新型电力电子器件的应用，以及控制方法的优化和低成本、高磁能级的永磁材料的出现而发展起来的一种新型直流电动机。
无刷直流电机既保持了传统直流电机良好的调速性能又具有无滑动接触和换向火花、可靠性高、使用寿命长及噪声低等优点，因而在航空航天、数控机床、机器人、电动汽车、计算机外围设备和家用电器等方面都获得了广泛应用。
按照供电方式的不同，无刷直流电机又可以分为两类：方波无刷直流电动机，其反电势波形和供电电流波形都是矩形波，又称为矩形波永磁同步电动机；正弦波无刷直流电动机，其反电势波形和供电电流波形均为正弦波直流电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向）。
导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。
直流无刷电机的控制原理，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，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，否则当上臂(或下臂)尚未关闭，下臂(或上臂)就已开启，结果就造成上、下臂短路而使功率晶体管烧毁。
当电机转动起来，控制部会再根据驱动器设定的速度及加/减速率所组成的命令(Command)与hall-sensor信号变化的速度加以比对(或由软件运算)再来决定由下一组(AH、BL或AH、CL或BH、CL或……)开关导通，以及导通时间长短。速度不够则开长，速度过头则减短，此部份工作就由PWM来完成。PWM是决定电机转速快或慢的方式，如何产生这样的PWM才是要达到较精准速度控制的核心。
高转速的速度控制必须考虑到系统的CLOCK 分辨率是否足以掌握处理软件指令的时间，另外对于hall-sensor信号变化的资料存取方式也影响到处理器效能与判定正确性、 实时性。至于低转速的速度控制尤其是低速起动则因为回传的hall-sensor信号变化变得更慢，怎样撷取信号方式、处理时机以及根据电机特性适当配置控制参数值就显得非常重要。或者速度回传改变以encoder变化为参考，使信号分辨率增加以期得到更佳的控制。电机能够运转顺畅而且响应良好，P.I.D.控制的恰当与否也无法忽视。之前提到直流无刷电机是闭回路控制，因此回授信号就等于是告诉控制部电机转速距离目标速度还差多少，这就是误差(Error)。知道了误差自然就要补偿，方式有传统的工程控制如P.I.D.控制。但控制的状态及环境其实是复杂多变的，若要控制的坚固耐用则要考虑的因素恐怕不是传统的工程控制能掌握，所以模糊控制、专家系统及神经网络也将被纳入成为智能型P.I.D.控制的重要理论。

　　德国冯哈伯FAULHABER直流电机工作原理如下:

　　1.FAULHABER S/G

　　贵金属换向直流微电机
　　该产品系列突出的特点，是其转子为无铁心的自承式斜绕组漆包线 构成。由此产生的低重量可使惯性小化。运转时无齿槽效应，这些电 机因而具有*的动态性。
　　紧凑、低功耗、确的低噪声换向信号，以及控制简单，使得该产品具 有的市场适用性，如电动手持装置、泵、自动化技术、光学和设备 制造。
　　2.FAULHABER SR
　　贵金属换向直流微电机
　　SR系列结构紧凑，贵金属换向结合同样紧凑的高分辨率编码器技术， 再结合各种高精度行星和直齿轮减速箱，为精密定位控制提供了 的组合。
　　此类换向系统的特征在于体积小、接触电阻低，换向信号确且低 噪，非常适用于低电流负载的系统和电池供电的应用。
　　3.FAULHABER CXR
　　碳刷直流微电机
　　CXR系列尺寸小巧，同时具有高功率、坚固耐用和高可控等特性，这是由 碳刷换向、高质量钕磁体和久经考验的FAULHABER转子共同实现的。
　　4.FAULHABER CR
　　碳刷直流微电机
　　高度稳定且低磨损的碳刷，*的钕磁体，以及FAULHABER转子绕组 中高的铜占比，为CR系列提供了巨大的动力。19至224 mNm的持续 输出转矩引以为傲，非常适用于频繁启停或周期性过载的运行工况。得 益于高的功率密度，以及的动态性和低的转动惯量，CR是整个 FAULHABER有刷电机中强大的产品系列。
　　5.FAULHABER SR-Flat
　　扁平直流和直流减速电机
　　贵金属换向结合*的扁平线圈技术，SR-扁平系列中所使用的三个扁 平自承式铜绕组，让驱动系统应用于其有限的空间成为可能。这些电 机凭借其强力的稀土磁体，提供0.8 W至4 W的连续输出功率并了 低的转动惯量。
　　其他型号：
　　FAULHABER 3257G024CR
　　FAULHABER 3257G048CR3257G
　　FAULHABER 3557K006C
　　FAULHABER 3557K009C
　　FAULHABER 3557K012C
　　FAULHABER 3557K020C
　　FAULHABER 3557K024C