無刷直流電機

無刷直流電機是直流電機的一種，英文簡稱BLDC。區(qū)別于有刷直流電機，無刷直流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(zhuǎn)子的永磁材料，性能上相較一般的傳統(tǒng)直流電機有很大優(yōu)勢，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機。

無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。 電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。電動機的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體 ，為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護和顯示等等。特點

  1、全面替代直流電機調(diào)速、全面替代變頻器+變頻電機調(diào)速、全面替代異步電機+減速機調(diào)速；

  2、具有傳統(tǒng)直流電機的所有優(yōu)點，同時又取消了碳刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu)；

  3、可以低速大功率運行，可以省去減速機直接驅(qū)動大的負(fù)載；

  4、體積小、重量輕、出力大；

  5、轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)異，中、低速轉(zhuǎn)矩性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流??；

  6、無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，過載能力強；

  7、軟啟軟停、制動特性好，可省去原有的機械制動或電磁制動裝置；

  8、效率高，電機本身沒有勵磁損耗和碳刷損耗，消除了多級減速耗，綜合節(jié)電率可達(dá)20%~60%，僅節(jié)電一項一年收回購置成本；

  9、可靠性高，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強，維修與保養(yǎng)簡單；

  10、耐顛簸震動，噪音低，震動小，運轉(zhuǎn)平滑，壽命長；

  11、沒有無線電干擾，不產(chǎn)生火花，特別適合爆炸 性場所，有防爆型；

12、根據(jù)需要可選梯形波磁場電機和正旋波磁場電機。

選型

  無刷直流電機選型時需參考的主要參數(shù)有以下幾點：

  最大扭矩：可以通過將負(fù)載扭矩、轉(zhuǎn)動慣量和摩擦力相加得到，另外，還有一些額外的因素影響最大扭矩如氣隙空氣的阻力等。

  平方模扭矩：可以近似的認(rèn)為是實際應(yīng)用需要的持續(xù)輸出扭矩，由許多因素決定：最大扭矩、負(fù)載扭矩、轉(zhuǎn)動慣量、加速、減速及運行時間等。

轉(zhuǎn)速：這是有應(yīng)用需求的轉(zhuǎn)速，可以根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速梯形曲線來確定電機的轉(zhuǎn)速需求，通常計算時要留有10%的余量。

應(yīng)用

  無刷直流電機的應(yīng)用十分廣泛，如汽車、工具、工業(yè)工控、自動化以及航空航天等等。總的來說，無刷直流電機可以分為一下三種主要用途

  持續(xù)負(fù)載應(yīng)用：主要是需要一定轉(zhuǎn)速但是對轉(zhuǎn)速精度要求不高的領(lǐng)域，比如風(fēng)扇、抽水機、吹風(fēng)機等一類的應(yīng)用，這類應(yīng)用成本較低且多為開環(huán)控制。

  可變負(fù)載應(yīng)用：主要是轉(zhuǎn)速需要在某個范圍內(nèi)變化的應(yīng)用，對電機轉(zhuǎn)速特性和動態(tài)響應(yīng)時間特性有更高的需求。如家用器具中的洗衣機、甩干機和壓縮機就是很好的例子，汽車工業(yè)領(lǐng)域中的油泵控制、電控制器、發(fā)動機控制等，這類應(yīng)用的系統(tǒng)成本相對更高些。

  定位應(yīng)用：大多數(shù)工業(yè)控制和自動控制方面的應(yīng)用屬于這個類別，這類應(yīng)用中往往會完成能量的輸送，所以對轉(zhuǎn)速的動態(tài)響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩有特別的要求，對控制器的要求也較高。測速時可能會用上光電解碼器和一些同步設(shè)備。過程控制、機械控制和運輸控制等很多都屬于這類應(yīng)用。

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