直流無刷驅動器包括電源部及控制部、電源部提供三相電源給電機,控制部則依需求轉換輸入電源頻率。電源部可以直接以直流電輸入(一般為24v)或以交流電輸入(110v/220 v),如果輸入是交流電就得先經轉換器(Converter)轉成直流。不論是直流電輸入或交流電輸入要轉入電機線圈前須先將直流電壓由換流器(Inverter)轉成3相電壓來驅動電機。換流器(Inverter)一般由6個功率晶體管(q1~q6)分為上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)連接電機作為控制流經電機線圈的開關。控制部則提供pwm(脈沖寬度調制)決定功率晶體管開關頻度及換流器(Inverter)換相的時機。直流無刷電機一般希望使用在當負載變動時速度可以穩定于設定值而不會變動太大的速度控制,所以電機內部裝有能感應磁場的霍爾傳感器(Hall-sensor),作為速度之閉回路控制,同時也做為相序控制的依據。但這只是用來做為速度控制并不能拿來做為定位控制。
要讓電機轉動起來,控制部就必須根據Hall-sensor感應到的電機轉子所在位置,然后依照定子繞線決定開啟(或關閉)換流器(Inverter)中功率晶體管的順序,使電流依序流經電機線圈產生順向(或逆向)旋轉磁場,并與轉子的磁鐵相互作用,如此就能使電機順時/逆時轉動。當電機轉子轉動到Hall-sensor感應出另一組信號的位置時,控制部又再開啟下一組功率晶體管,如此循環電機就可以依同一方向繼續轉動直到控制部決定要電機轉子停止則關閉功率晶體管(或只開下臂功率晶體管);要電機轉子反向則功率晶體管開啟順序相反。
交流異步電動機基本原理: 1、當三相異步電機接入三相交流電源時,三相定子繞組流過三相對稱電流產生的三相磁動勢(定子旋轉磁動勢)并產生旋轉磁場。 2、該旋轉磁場與轉子導體有相對切割運動,根據電磁感應原理,轉子導體產生感應電動勢并產生感應電流。 3、根據電磁力定律,載流的轉子導體在磁場中受到電磁力作用,形成電磁轉矩,驅動轉子旋轉,當電動機軸上帶機械負載時,便向外輸出機械能。