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直流無(wú)刷電機(jī)的有效換向
直流無(wú)刷電機(jī)的有效換向
直流無(wú)刷電機(jī)是采用直流電源，通過外部電機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)電子換向的電機(jī)。與刷式電機(jī)不同，直流無(wú)刷電機(jī)依靠外部控制器實(shí)現(xiàn)換向。簡(jiǎn)言之，換向是切換電機(jī)每相電流以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的過程。有刷電機(jī)是指帶有物理電刷的電機(jī)，每轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)兩次換向，而直流無(wú)刷電機(jī)無(wú)刷，故名。由于其設(shè)計(jì)特點(diǎn)，無(wú)刷電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)任意數(shù)量的換相極對(duì)，與傳統(tǒng)的有刷電機(jī)相比，直流無(wú)刷電機(jī)具有很大的優(yōu)勢(shì)。
這種電機(jī)的效率通常可以提高5-20倍；電刷無(wú)物理磨損，減少維護(hù)工作量；在任何額定轉(zhuǎn)速下可獲得平坦的扭矩曲線。盡管直流無(wú)刷電機(jī)不是一項(xiàng)新發(fā)明，但由于需要復(fù)雜的控制和反饋電路，它的應(yīng)用速度較慢。然而，由于半導(dǎo)體技術(shù)的新發(fā)展、永磁質(zhì)量的提高以及對(duì)效率的日益增長(zhǎng)的需求，直流無(wú)刷電機(jī)在許多應(yīng)用中已經(jīng)取代了電刷電機(jī)。直流無(wú)刷電機(jī)在許多行業(yè)都占據(jù)了市場(chǎng)地位，包括白色家電、汽車、航空航天、消費(fèi)、工業(yè)化、自動(dòng)化設(shè)備和儀器。
雖然電機(jī)設(shè)計(jì)的基本要素仍然適用，但添加外部控制電路也增加了另一系列設(shè)計(jì)考慮。在許多設(shè)計(jì)問題中，重要的一點(diǎn)是如何獲得電機(jī)換向的反饋。
無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)可配置為單相、兩相和三相；常用的配置是三相。相數(shù)與定子繞組數(shù)相匹配，轉(zhuǎn)子極數(shù)可根據(jù)應(yīng)用要求任意選擇。由于直流無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子受旋轉(zhuǎn)定子磁極的影響，因此必須跟蹤定子磁極位置，才能有效地驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相。為此，電機(jī)控制器用于在三個(gè)電機(jī)相位上產(chǎn)生六步換向模式。為了保持該系統(tǒng)相對(duì)于電刷技術(shù)的效率優(yōu)勢(shì)，需要在電機(jī)和控制器之間安裝一個(gè)非常嚴(yán)格的控制回路。
這反映了反饋技術(shù)的重要性；控制器應(yīng)能保持對(duì)電機(jī)的控制，并應(yīng)始終掌握定子相對(duì)于轉(zhuǎn)子的準(zhǔn)確位置。預(yù)期位置和實(shí)際位置之間的任何偏差或相移都可能導(dǎo)致意外情況和性能下降。
這種電機(jī)的效率通常可以提高5-20倍；電刷無(wú)物理磨損，減少維護(hù)工作量；在任何額定轉(zhuǎn)速下可獲得平坦的扭矩曲線。盡管直流無(wú)刷電機(jī)不是一項(xiàng)新發(fā)明，但由于需要復(fù)雜的控制和反饋電路，它的應(yīng)用速度較慢。然而，由于半導(dǎo)體技術(shù)的新發(fā)展、永磁質(zhì)量的提高以及對(duì)效率的日益增長(zhǎng)的需求，直流無(wú)刷電機(jī)在許多應(yīng)用中已經(jīng)取代了電刷電機(jī)。直流無(wú)刷電機(jī)在許多行業(yè)都占據(jù)了市場(chǎng)地位，包括白色家電、汽車、航空航天、消費(fèi)、工業(yè)化、自動(dòng)化設(shè)備和儀器。
雖然電機(jī)設(shè)計(jì)的基本要素仍然適用，但添加外部控制電路也增加了另一系列設(shè)計(jì)考慮。在許多設(shè)計(jì)問題中，重要的一點(diǎn)是如何獲得電機(jī)換向的反饋。
無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)可配置為單相、兩相和三相；常用的配置是三相。相數(shù)與定子繞組數(shù)相匹配，轉(zhuǎn)子極數(shù)可根據(jù)應(yīng)用要求任意選擇。由于直流無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子受旋轉(zhuǎn)定子磁極的影響，因此必須跟蹤定子磁極位置，才能有效地驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相。為此，電機(jī)控制器用于在三個(gè)電機(jī)相位上產(chǎn)生六步換向模式。為了保持該系統(tǒng)相對(duì)于電刷技術(shù)的效率優(yōu)勢(shì)，需要在電機(jī)和控制器之間安裝一個(gè)非常嚴(yán)格的控制回路。
這反映了反饋技術(shù)的重要性；控制器應(yīng)能保持對(duì)電機(jī)的控制，并應(yīng)始終掌握定子相對(duì)于轉(zhuǎn)子的準(zhǔn)確位置。預(yù)期位置和實(shí)際位置之間的任何偏差或相移都可能導(dǎo)致意外情況和性能下降。
