导语:在电机控制领域,无刷电机是应用最为广泛的类型之一。现在,让我们一起来认识一下无处不在的无刷电机及其与普通电机之间的区别。
历史回顾:电机的历史可以追溯到19世纪初,当时人们首次发现了电磁现象,并随着工业化时代的发展,成为电子系统中不可或缺的一部分。随后,工程师们不断发明各种类型的电机,如直流(DC)电机、感应电机和同步电机。
无刷永磁同步(PMSM)之变:作为一种永磁同步(PMSM)的分支,无刷永磁同步有着悠久的历史。但最初由于启动和变速困难,它除了具有昂贵控制机构的小众工业应用外,未被广泛接受。然而,在技术进步和节能意识增强的情况下,无刷永磁同步正迅速在各个领域得到普及。
直流有刷与无刷差异:
直流有刷(DC)通常以其可控性高、效率高以及易于小型化闻名,是最常用的类型。
无刷则不需要带来转子上的刹车片或换向器,因而它具有更长寿命、高维护性低运行噪音,以及较好的结构自由度,使得它容易嵌入设备中。
由于这些优势,无擦永磁同步逐渐扩展了其应用范围,现在已广泛用于工业设备、办公自动化设备和家用电子产品等多个方面。
图1 展示了直流有擦与无擦之间结构上的关键区别,而图2 则展示了直流无擦如何根据旋转方式进行多种分类。
工作原理:
在工作状态下,无擦 永磁同步将永磁体作为转子并将线圈作为定子。
外部逆变器根据旋转速度调整线圈上产生的当前,这样就形成了一种配合检测到的位置变化来引入当前至线圈,以此来实现精确控制。
转子的位置检测主要通过三种方法进行:
电流检测
霍尔传感器
感应电压
图3 描述了这种工作模式如何运作,同时还提到了两种基本驱动方法——方波驱动和正弦波驱动,以及矢量控制等更加复杂计算所需的手段。
未来前景:
目前,无擦 永磁永久同期已经广泛地分布于家庭用品、汽车电子、工业自动化设备、小型便携式消费品等领域,并且随着技术不断进步,其潜在应用空间仍然十分巨大。