如何为无刷直流电机提供动力

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无刷直流(BLDC)电机的日益普及是由于使用了电子换向器。 这取代了由电刷在换向器上摩擦以使直流电机电枢中的绕组通电的传统机械方法。

与传统直流电机相比,电子换向提供了更高的效率,在相同的转速和负载下,电机的效率提高了20 – 30%。

此外,无刷直流电机更耐用。 它保持了高性能,而同等常规电机的效率和功率却因磨损而降低,从而导致电刷接触不良,电刷与换向器之间的电弧消耗能量,并且污垢损害了电导率。

直流无刷电机

更高的效率可使无刷直流电机在给定的功率输出下变得更小,更轻,更安静,从而进一步提高了它们在汽车,白色家电以及供暖,通风和空调(HVAC)等领域的知名度。 BLDC电机的其他优点包括卓越的速度与转矩特性(启动时的转矩除外),更动态的响应,无噪音的运行以及更高的速度范围。

无刷直流电机的缺点是其复杂性以及相关的成本增加。 电子换向需要监控电路,以确保线圈通电的准确时间,以实现精确的速度和转矩控制,并确保电机以最高效率运行。

 

无刷直流电机基础介绍

所有电机,无论是机械换向还是电子换向,都遵循将电能转换为机械能的相同方法。 通过绕组的电流会产生一个磁场,该磁场在存在第二磁场(通常由永磁体引发)的情况下会在该绕组上形成一个力,当其导体与第二场呈90°时,该力达到最大值。 线圈数量的增加会提高电机的输出并平滑功率输出。

无刷直流电机通过反转电机设置,克服了对机械换向器的需求。 绕组成为定子,永磁体成为转子的一部分。 定子通常由钢制叠片组成,这些叠片轴向开槽以沿其内周面容纳偶数个绕组。 转子由一个轴和一个带有永久磁铁的轮毂组成,这些永久磁铁布置成在“ N”和“ S”之间交替的两到八对极对之间。 由于绕组是固定的,因此可以建立永久性连接以激励无刷直流电机。 为了使固定绕组移动永磁体,需要以受控的顺序对绕组通电(或换向)以产生旋转磁场。

 

                                        无刷直流电机

 

小结

无刷直流电机的电子换向需要精确控制,从而增加了电机电路的复杂性和成本。 但是,效率的回报(如降低的功率,可靠性和空间)以及最终产品的重量减轻,可以弥补这些缺点。 此外,各种经过验证的集成无刷直流电机驱动器极大地简化了设计过程,同时为设计人员增加了针对特定应用微调设计的灵活性。

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