無刷電機的工作原理

無刷直流電動機是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實現(xiàn)電子換向的，即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設(shè)備中。

無刷直流電動機由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化，沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進行換流（即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路，按一定的邏輯關(guān)系進行繞組電流切換）。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。

位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。

采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，其磁敏傳感器件（例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)Ｓ?a href="http://m.sdkjxy.cn/v/tag/123/" target="_blank">集成電路等）裝在定子組件上，用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。

采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉(zhuǎn)子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。

采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件（例如耦合變壓器、接近開關(guān)、LC諧振電路等），當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時，電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號（其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化）。

無刷電機的選擇

無刷直流電機憑借長壽命、低噪音、大扭矩等特性廣泛應(yīng)用于AI智能、汽車、醫(yī)療器械、工業(yè)自動化等行業(yè)中，因其有不同的規(guī)格以及種類，所以如何選用無刷直流電機，以滿足產(chǎn)品性能要求，這是非常重要的。

1、規(guī)格選擇

在電源電壓可調(diào)的場合，可按實際需要選擇轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與產(chǎn)品相應(yīng)的額定值接近的直流無刷電機規(guī)格，通過改變電壓得到所需轉(zhuǎn)速；在電源電壓固定的場合，如果沒有適當(dāng)無刷直流電機可供選用時，可先按轉(zhuǎn)矩選擇適當(dāng)規(guī)格，而產(chǎn)品的電壓與轉(zhuǎn)速之間可作適當(dāng)調(diào)整。

2、功率選擇

電機輸出的最大功率是有限度的，如果無刷電機的功率選擇過小，負載超過了額定輸出功率就會發(fā)生電機過載，過載時會出現(xiàn)電機發(fā)熱、振動、轉(zhuǎn)速下降、聲音異常等現(xiàn)象，嚴重過載時，將會燒毀電機。而功率過大，則會造成經(jīng)濟浪費。因此合理選擇電機的功率是很重要的。

3、類型選擇

宜優(yōu)先選用效率高、價格便宜、溫升低的鐵氧體永磁直流電機。只有當(dāng)對性能要求嚴格、體積小、環(huán)境溫度較高時才考慮選用鋁鎳鈷永磁直流電機或稀土永磁直流電機。

來源：電機技術(shù)及應(yīng)用

審核編輯 黃昊宇