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,让我们一起来认识生活中无处不在的无刷电机!
电机历史始于19世纪初的电磁现象发现,并逐渐成为工业化时代最重要的电子系统。随着技术发展,工程技术人员发明了许多类型的电机,包括直流(DC)和感应、同步等。作为永磁同步(PMSM)的一种,无刷电机历史悠久,但由于启动和变速困难,除具有昂贵控制机构的工业应用外,一直未被广泛使用。然而近年来,由于强大的永磁体改进以及人们节能意识增强,无刷电机在各个领域得到了飞速发展。
直流有刷与无刷区别
直流有刷(简称DC)具有可控性好、效率高、易小型化等特点,是最常用的类型。而无刷因为不需要换向器,其使用寿命长、运行噪音低。此外,它拥有直流可控性,还有较高结构自由度,易于嵌入设备中。这些优势使其应用扩展至工业设备、办公自动化及家用产品。
图1 直流有刷与无刷结构区别
两者的结构基本相同,但直流又是一个家族(PMSM和步进)又一个独立类型,可以根据旋转方式进行多种分类,如下图所示。
图2 直流无刷分类
工作情况
首先,将永磁体用作转子线圈定子。在逆变上根据旋转控制切换线圈中的切换位置,同时检测转子位置并将当前位置引入线圈。
三种主要检测方法:一是通过监测输出功率;二是利用霍尔传感器;三是感应变化检测。
图3 无刃工作过程
两种基本控制方法:
方波驱动依据角度改变开关状态以旋转转子。
正弦波驱动则产生相移120度3相交流,以改变方向大小。
图4 无刃驱动状态
目前,无刃广泛用于家用产品、汽车电子、高端消费品及未来仍将保持增长趋势。