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直流无刷电机(BLDC)工作原理介绍

发布日期:2023-11-29 点击次数:243
    一体化电机是一种特殊的电机,由于其结构紧凑、效率高、运行平稳等特点,在现代电子设备制造业中得到广泛应用。其中,无刷直流电机由电机本体和驱动器组成,是典型的机电一体化产品。无刷电机是指没有电刷和换向器(或集电环)的电机,又称无换向器电机,使用频率较高。本文将以直流无刷电机的工作原理为主题,对其进行详细介绍。
一、直流无刷电机(BLDC)工作原理
    考虑以下在定子A、B和C中安装三个绕组的步骤。让用单个磁铁替换转子以使事情更容易理解。
    当电流通过线圈时,会产生磁场,而磁场线的方向(即所得磁铁的磁极)由电流方向决定。
    
    根据这个概念,如果向线圈A发送电流,它将产生磁场并吸引转子磁铁。转子磁铁将有一个小的顺时针偏移量,并与A对齐。
    如果现在让电流一个接一个地流过线圈B和C(按此顺序),转子磁铁将顺时针旋转。
    为了提高效率,可以用一个线圈包裹相反的线圈,从而产生双重吸引力。为了进一步提高效率,两个线圈可以同时通电,一个线圈吸引磁铁,另一个线圈排斥磁铁。第三个将在此期间闲置。
    线圈A、B和C的六种不同组合可用于使转子磁体旋转3600圈,如下面的时序图所示。
    根据上面的示意图(或浮动),始终可以确保一相为正,一相为负,第三相闲置。根据上图,有两个开关阶段,具体取决于霍尔传感器的输入。
二、直流无刷电动机的构造
    直流无刷电机是由定子和转子两部分组成的。定子通常采用铁芯、线圈等材料制成,其内部包括磁场传感器和换向电路。而转子则包括永磁体、转子轴、循环器等部分。值得注意的是,直流无刷电机与传统电机相比,最大的区别在于它没有通电的集电刷和旋转的交流电机。
三、直流无刷电机的优势
    由于无刷电机采用电子换向,因此与传统有刷直流电机相比具有许多优势
    1.无磨损(由于没有电刷)
    2.高效率
    3.更好的速度和扭矩特性
    4.长寿
    5.运行噪音小或无噪音
    6.更高的速度
    7.使用微处理器实现定点或浮点控制器
    然而,直流无刷电动机也存在一些缺点。比如在高负载下运转时,容易出现失速现象;同时,由于其内部结构复杂,维修难度较大,且成本较高。
四、总结
    总之,直流无刷电机是一种具有广泛应用前景的一体化电机。其工作原理基于磁力传感技术和换向电路控制的结合,可以实现高效、稳定的运行。但是,在实际应用过程中还需克服其缺陷,从而更好地推动其应用发展。






















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