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無刷直流電機構成及工作原理詳解

無刷直流電機構成及工作原理詳解

     直流無刷電機(BLDC)是永磁同步電機的一種,而并不是真正的直流電機,英文簡稱BLDC。區別于有刷直流電機,直流無刷電機不使用機械的電刷裝置,采用方波自控式永磁同步電機,以霍爾傳感器取代碳刷換向器,以釹鐵硼作為轉子的永磁材料,性能上相較一般的傳統直流電機有很大優勢,是當今最理想的調速電機。 
    本文重點介紹現階段發展快速且應用廣泛的無刷直流電機(以下簡稱BLDC)。BLDC被廣泛的用于日常生活用具、汽車工業、航空、消費電子、醫學電子、工業自動化等裝置和儀表。 顧名思義,BLDC不使用機械結構的換向電刷而直接使用電子換向器,在使用中BLDC相比有刷電機有許多的優點,比如:
  ·能獲得更好的扭矩轉速特性;
  ·高速動態響應;
  ·高效率;
  ·長壽命;
  ·低噪聲;
  ·高轉速
   BLDC結構和基本工作原理
  BLDC屬于同步電機的一種,這就意味著它的定子產生的磁場和轉子產生的磁場是同頻率的,所以BLDC并不會產生普通感應電機的頻差現象。BLDC中又有單相、2相和
3相電機的區別,相類型的不同決定其定子線圈繞組的多少。在這里我們將集中討論的是應用最為廣泛的3相BLDC。
    直流無刷電機主要由用永磁材料制造的轉子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器(可有可無)組成??梢?,它和直流電機有著很多共同點,定子和轉子的結構差不多(原來的定子變為轉子,轉子變為定子),繞組的連線也基本相同。但是,結構上它們有一個明顯的區別:直流無刷電機沒有直流電機中的換向器和電刷,取而代之的是位置傳感器。這樣,電機結構就相對簡單,降低了電機的制造和維護成本,但無刷直流電機不能自動換向(相),犧牲的代價是電機控制器成本的提高
   無刷直流電機有以下的特點
 
無刷直流電機的外特性好,能夠在低速下輸出大轉矩,使得它可以提供大的起動轉矩;
 
無刷直流電機的速度范圍寬,任何速度下都可以全功率運行;
 
無刷直流電機的效率高、過載能力強,使得它在拖動系統中有出色的表現;
 
無刷直流電機的再生制動效果好,由于它的轉子是永磁材料,制動時電機可以進入發電機狀態;
 
無刷直流電機的體積小,功率密度高;
 
無刷直流電機無機械換向器,采用全封閉式結構,可以防止塵土進入電機內部,可靠性高;
 
無刷直流電機比異步電機的驅動控制簡單。
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