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有刷無刷DC電機(jī)特性及優(yōu)缺點


  來源: 儀器儀表商情網(wǎng) 時間:2016-01-07 作者:Stanford
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該電機(jī)被稱為直流電機(jī),是因為其線圈通過直流電源驅(qū)動,而直流電源是按預(yù)定順序的形式應(yīng)用到不同的定子線圈。 這一過程稱為換向。但是,BLDC 并不恰當(dāng),因為該電機(jī)實際上屬于交流電機(jī)。 在電路循環(huán)過程中,每個線圈中的電流正負(fù)交替。定子一般是凸極結(jié)構(gòu),旨在產(chǎn)生梯形反電動勢波形,盡可能符合所應(yīng)用的換向電壓波形。但是實際上很難做到,產(chǎn)生的反電動勢波形通常更像正弦,而非梯形。因此,PMSM 電機(jī)使用的許多控制技術(shù)(如場定向控制)同樣適用于 BLDC 電機(jī)。

BLDC電機(jī)的另一個誤解是關(guān)于其如何驅(qū)動。不同于開環(huán)步進(jìn)應(yīng)用中驅(qū)動的定子線圈決定轉(zhuǎn)子位置,在 BLDC 電機(jī)中,轉(zhuǎn)子位置決定要驅(qū)動哪個定子線圈。定子磁通矢量位置必須與轉(zhuǎn)子磁通矢量位置保持同步(而非相反),以使電機(jī)操作順暢。要實現(xiàn)這一目的,需要了解轉(zhuǎn)子位置來確定要驅(qū)動的定子線圈?,F(xiàn)有多種技術(shù)可實現(xiàn)這一目的,但最常用的技術(shù)是使用霍爾效應(yīng)傳感器監(jiān)控轉(zhuǎn)子位置。遺憾的是,這些傳感器及其相關(guān)連接器和線束會增加系統(tǒng)成本,并降低可靠性。

為減少這些問題,已有多種技術(shù)開發(fā)出來用于消除這些傳感器,進(jìn)而實現(xiàn)無傳感器操作。 多數(shù)技術(shù)依靠在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時,從定子繞線的反電動勢波形中提取位置信息。 但是,依靠反電動勢傳感的技術(shù)在電機(jī)旋轉(zhuǎn)緩慢或靜止時便無用武之地,因為此時反電動勢波形很弱或根本不存在。因此,我們不斷開發(fā)新技術(shù),以在低轉(zhuǎn)速或零轉(zhuǎn)速時從其他信號中獲取轉(zhuǎn)子位置信息。

BLDC 電機(jī)在效率額定值方面占絕對優(yōu)勢,一般可達(dá)到 95% 左右。 當(dāng)前對新非晶合金材料的研究正在將這一數(shù)字推向新高。已有報道稱 100W 范圍內(nèi)效率為 96%。 BLDC 電機(jī)還在爭奪"世界最快電機(jī)"之稱,部分電機(jī)速度可達(dá)到數(shù)十萬 RPM(其中一項應(yīng)用中已報道 400K RPM)。

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