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直流无刷电机刹车主要功能-HYB
2024年10月17日

1. 能耗制动:


• 原理:把电机的动能消耗在外部制动电阻上。在需要刹车时,将电机从电源断开,同时把电机的定子绕组与一个制动电阻连接起来。电机在惯性作用下继续旋转,此时电机相当于一个发电机,会产生感应电流。由于定子绕组与制动电阻相连,感应电流会在制动电阻上产生热量,从而将电机的动能转化为热能消耗掉,使电机逐渐减速直至停止。


• 优点:这种制动方式相对比较平稳,对电机的冲击较小,并且可以通过选择合适的制动电阻来控制制动的强度和时间,能够较好地保护电机和机械传动部件。


• 缺点:需要额外增加制动电阻等设备,增加了成本和系统的复杂性,而且在制动过程中会有能量损耗。


2. 短接制动:


• 原理:在刹车时让电机的驱动 MOS 管上桥臂(或者下桥臂)全部导通,而下桥臂(或者上桥臂)截止,使电机的三相定子绕组全部被短接。处于发电状态的电机,相当于电源被短路。因为绕组的电阻比较小,所以能产生很大的短路电流,电机的动能被快速释放,从而使电机瞬时产生极大的制动力矩,达到快速刹车的效果。


• 优点:制动响应速度快,制动力大,不需要额外的制动设备,成本相对较低,且结构简单。


• 缺点:短路电流较大,对驱动 MOS 管的要求较高,需要确保其能够承受短路时的大电流冲击,否则容易损坏。同时,过大的制动力矩可能会对电机和机械传动系统造成一定的冲击和损伤。


3. 反接制动:


• 原理:在电机的电路中反向施加电流,使电机的旋转方向发生改变,从而减缓电机的旋转速度,最终停止旋转。当需要制动时,改变电机的电源相序,使电机的磁场方向与旋转方向相反,产生反向的电磁转矩,从而实现制动。


• 优点:制动力较强,制动效果明显,可以快速使电机停止转动。


• 缺点:反接制动时会产生较大的电流,对电机和电源系统会造成一定的冲击,可能会损坏电机和电源设备。因此,通常需要在反接制动电路中加入限流电阻等保护措施,以限制电流的大小。


4. 电磁抱闸制动:


• 原理:在电机的尾部安装一个电磁抱闸装置,电机通电时,电磁抱闸也通电吸合,此时对电机不制动;当电机断电时,电磁抱闸也断电,抱闸在弹簧的作用下刹住电机,从而使电机停止转动。


• 优点:制动可靠,能够快速、准确地使电机停止,适用于对制动要求较高的场合。


• 缺点:电磁抱闸装置需要额外的空间安装,增加了电机的体积和重量,并且在制动过程中会有一定的机械磨损。


5. 电子刹车(EABS):


• 原理:利用无刷电机系统成熟的三相六状态 PWM 驱动方式,通过检测电机定子和转子的相对位置,获取由3个霍尔元件产生的8个信号,经过控制器程序的自动处理后,删除两个无效状态,并从剩余的信号中产生电机驱动指令。当有刹车信号时,在断电的同时人为地调整霍尔信号,使电机进入反转状态,相当于逆转了磁场,从而实现快速制动。


• 优点:制动效果较好,能够根据车速自动调整制动力度,提高了制动的安全性和舒适性;并且可以将制动过程中产生的能量部分回馈给电池,提高了能量的利用率。


• 缺点:控制系统较为复杂,对控制器的性能要求较高,成本也相对较高。

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