无刷直流电动机是随着电子技术发展而出现的新型机电一体化电动机。它是现代电子技术(包括电力电子、微电子技术)、控制理论和电机技术相结合的产物。无刷直流电动机采用半导体功率开关器件(晶体管、mosfet、igbt、ipm),用霍尔元件、光敏元件等位置传感器代替有刷直流电动机的换向器和电刷,以电子换相代替机械换向,从而提高了可靠性。 无刷直流电动机的外特性和普通直流电动机相似。直流电动机具有良好的调速性能,主要表现为调速方便、调速范围宽、起动转矩大、低速性能好、运行平稳、效率高,从工业到民用领域应用非常广泛。但是,直流电动机以电刷和换向器进行机械换向,在许多场合下是系统不可靠的重要原园。 (一)无刷直流电动机特点 与有刷直流电动机相比较,无剧直流电动机具有如下特点: (1)经电子控制获得类似直流电动机的运行特性,有较好的可控性,宽调速范围。 (2)需要转子位置反馈信息和电子多相逆变驱动器。 (3)由于没有电刷和换向器的火花、磨损问题,可工作于高速,具有较高的可靠性,寿命长,无需经常维护,机械噪音低,无线电干扰小。 (4)功率因数高,转子无损耗和发热,有较高的效率。 (5)必须有电子控制部分,总成本比直流电动机高。与电子电路结合,有更大的使用灵活性(比如利用小功率逻辑控制信号可控制电动机的起停、正反转)。适用于数字控制,易与微处理器和微型计算机接口。 目前.无刷直流电动机已获得广泛的应用,功率范围从瓦级到千瓦级.速度范围从每分钟近于零转到每分钟数几万转。 (二)无刷直流电动机分类 无刷直流电动机分类如下: (1)从气隙磁场波形分,有方波磁场和正弦波磁场。方波磁场电动机绕、组中的电流也是方波j正弦渡磁场电动机绕组中电流也是正弦渡。方波磁场电机比相同有效材料的正弦波电机的输出功率大10%以上。由于方波电动机的转子位置检测和控制更简单,因而成本也低。而方波电动机的转矩脉动比正弦波电动机的大,对于要求调速比在100以上的无刷直流电动机,不适于用方波磁场电动机。本节主要介绍的是方波磁场的无刷直流电动机 (2)按结构分,无刷直流电动机有柱形和盘式之分。柱形电动机为径向气隙,盘式电动机为轴向磁场。无刷直流电动机可以做成有槽的,也可以做成无槽的,口前柱形、有槽电动机比较普遍。
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