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。随着技术的不断进步,工程师们创造出了多种类型的电机,如直流(DC)、感应和同步等。
无刷直流永磁同步(PMSM)是一种古老但精湛的技术。在最初,它因为启动和变速困难而未被广泛采用。但随着强大的永磁体改进以及节能意识增强,无刷直流永磁同步(PMSM)得到了飞速发展。
直流有刷与无刷之间有什么不同?直流有刷(通常简称为DC)具有可控性高、效率高、易于小型化等特点,是最常用的电机类型。而无刷由于没有需要换向器和滑动导线,因而其使用寿命长、维护简单且噪音低。此外,它既拥有DC高可控性,又拥有较高结构自由度,容易嵌入设备中。这些优势使得无刷直接应用到了工业设备、办公自动化设备和家用产品上。
图1 显示了直流有刷与无刷结构上的区别,而图2 则展示了不同分类下的多样性。虽然它们看起来很相似,但实际上它既是一个家族又是一个独立成员,其工作方式可以根据旋转方式进行多种分类。
那么,无brush motor如何工作呢?首先,我们将永磁体作为转子,并将线圈作为定子。当外部逆变器根据旋转控制当前通过线圈时,无brush motor会配合检测到转子的位置。这通常通过三种方法来实现:一是利用检测到的磁场来定位;二是霍尔传感器;三是感应到的变化来确定位置,这对于全感式或部分感式motor尤其重要。
图3 描述了这一过程,而两种基本驱动方法包括方波驱动与正弦波驱动,以及一些复杂计算如矢量控制或弱场控制。
最后,由于其优越性能,如长寿命、高效率和低噪音,使得这些motor在各个行业都取得巨大成功,从家用电子到汽车电子再到工业自动化,未来随着技术进一步提升,无brush motor仍然会继续扩展其影响力。