在电机控制领域,无刷电机是应用最为广泛的电机类型之一。今天,让我们一起探索生活中无处不在的无刷电机!
从19世纪初开始,人们就对电磁现象产生了兴趣,这标志着电机历史的开始。随着时间的推移,工程技术人员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。其中,无刷永磁同步(PMSM)是无刷電機的一种,它有着悠久的历史,但最初并未被广泛使用,只限于工业应用中的昂贵控制设备。但近年来,由于强大的永磁体改进以及节能意识增强,无刷電機得到了飞速发展。
直流有刷電機与無刷電機之間存在一些差異。直流有刷電機因其可控性高、效率高且易於小型化而备受青睞,是最常見的一種電機類型。而無刷電機則不需要內部刃片和換向器,因此它們具有更長壽命、高維護性低運行噪音等優點。此外,它們擁有一些直接與直流有燈相對應特點,並且具有較高結構自由度,使其容易嵌入設備中。在這些優點下,不僅家用電子產品也許會選擇這樣一種可以提供精確控制並且結構緊湊、輕便,而且還適合大多數應用情況,因為它們既經濟又耐用。
圖1 直流有燈與無燈之間的區別
正如上所述,一個無燈轉子是一個獨立家族(包括PMSM和步進轉子),也是一個獨立類型。一旦根據旋轉方式進行多種分類,就像圖2所示,可能會得到不同的結果。
圖2 無燈轉子的分類
當我們討論到如何讓無燈工作時,我們首先將永久磁體作為旋轉部分,而線圈則作為固定部分。然後,通過外部逆變器根據旋動方向調整線圈上的切換,這就是如何使無鬆動與位置檢測配合使用,以及根據該位置將通訊導入線圈。
三種主要方法來檢測轉子的位置:第一是通過流量監控;第二是霍爾傳感器;第三是在產生感應壓力變化時利用光敏傳感器來檢測此現象,這是一種稱為“感應”或“弱場”的技術。
圖3 無鬆動工作過程
最後,如果我們想要了解更多關於如何操作或控制這些系統,我們可以研究兩種基本方法:方波驅動和正弦波驅動。此外,也有一些更複雜計算法,比如矢量驅動或弱場驅動,這些都依賴於複雜算法進行計算。
總而言之,不僅在家用商品中,也在車輛電子、新興工業自動化工具、辦公室自動化工具及便攜式消費品等領域中,都能找到廣泛採用的無鬆運動功能。我們期待隨著技術進步,未來仍將擁抱更加廣闊的地理發展空間。