直流無(wú)刷電機之二 （工作原理）

發(fā)布日期: 2021-01-18

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

直流電機具有響應快速、較大的起動(dòng)轉矩、從零轉速至額定轉速具備可提供額定轉矩的性能，但直流電機的優(yōu)點(diǎn)也正是它的缺點(diǎn)，因為直流電機要產(chǎn)生額定負載下恒定轉矩的性能，則電樞磁場(chǎng)與轉子磁場(chǎng)須恒維持90°，這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在電機轉動(dòng)時(shí)會(huì )產(chǎn)生火花、碳粉因此除了會(huì )造成組件損壞之外，使用場(chǎng)合也受到限制。交流電機沒(méi)有碳刷及整流子，免維護、堅固、應用廣，但特性上若要達到相當于直流電機的性能須用復雜控制技術(shù)才能達到?，F今半導體發(fā)展迅速功率組件切換頻率加快許多，提升驅動(dòng)電機的性能。微處理機速度亦越來(lái)越快，可實(shí)現將交流電機控制置于一旋轉的兩軸直角坐標系統中，適當控制交流電機在兩軸電流分量，達到類(lèi)似直流電機控制并有與直流電機相當的性能。

此外已有很多微處理機將控制電機必需的功能做在芯片中，而且體積越來(lái)越小;像模擬/數字轉換器(analog-to-digital converter，adc)、脈沖寬度調試(pulse wide modulator，pwm)…等。直流無(wú)刷電機即是以電子方式控制交流電機換相，得到類(lèi)似直流電機特性又沒(méi)有直流電機機構上缺失的一種應用。