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新聞資訊

直流無(wú)刷電機（BLDC：Brushless Direct Current Motor）

發(fā)布時(shí)間：2023-04-25 09:58:00
作者：川銘精工
閱讀：6547

電機有各式各樣的種類(lèi)，而無(wú)刷直流電機是當今最理想的調速電機。它集直流電機與交流電機的優(yōu)點(diǎn)于一身，既有直流電機良好的調整性能，又有交流電機結構簡(jiǎn)單、無(wú)換向火花、運行可靠和易于維護等優(yōu)點(diǎn)。因而備受市場(chǎng)歡迎，廣泛應用于汽車(chē)、家電、工業(yè)設備等領(lǐng)域中。


無(wú)刷電機(1).jpg


一、直流無(wú)刷電機的結構跟工作原理

無(wú)刷直流電機（Brushless Direct Current Motor）由同步電動(dòng)機和驅動(dòng)器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。BLDCM控制系統結構包括電機本體、驅動(dòng)電路與控制電路三個(gè)主要部分。


直流無(wú)刷電動(dòng)機（Brushless Direct Current Motor）主要由帶有線(xiàn)圈繞組的定子、用永磁材料制造的轉子和位置傳感器組成。位置傳感器，根據需要，也可以不配置。


1、定子

微信圖片_20230424095028.jpg

▲定子

通常，大多數BLDC電機由三個(gè)定子繞組組成，這三個(gè)定子繞組以星形或“Y”形連接（無(wú)中性點(diǎn)）。另外，基于線(xiàn)圈互連，定子繞組進(jìn)一步分為梯形和正弦電動(dòng)機。

微信圖片_20230424095401.jpg


▲BLDC電機反電動(dòng)勢

在梯形電動(dòng)機中，驅動(dòng)電流和反電動(dòng)勢均呈梯形形狀（在正弦電動(dòng)機的情況下為正弦形）。通常，在汽車(chē)和機器人技術(shù)（混合動(dòng)力汽車(chē)和機器人手臂）中使用額定48 V（或以下）的電動(dòng)機。

2、轉子


  • BLDC電動(dòng)機的轉子部分由永磁體（通常是稀土合金磁體，例如釹（Nd），釤鈷（SmCo）和釹鐵硼（NdFeB）組成。


  • 根據應用，極數可以在2到8個(gè)之間變化，北極（N）和南極（S）交替放置。下圖顯示了磁極的三種不同布置。


  • （a）磁體放置在轉子的外周上。


  • （b）稱(chēng)為電磁嵌入式轉子，其中矩形永磁體嵌入轉子的鐵心中。


  • （c）將磁體插入轉子的鐵芯中。


微信圖片_20230424100809.jpg

  • ▲BLDC電機轉子

3、位置傳感器（霍爾傳感器）


由于BLDC電機中沒(méi)有電刷，因此換向是電子控制的。為了使電機旋轉，必須順序地給定子繞組通電，并且必須知道轉子的位置（即轉子的北極和南極）才能精確地給一組特定的定子繞組通電。
通常使用霍爾傳感器（根據霍爾效應原理工作）的位置傳感器來(lái)檢測轉子的位置并將其轉換為電信號。大多數BLDC電機使用三個(gè)霍爾傳感器，這些傳感器嵌入到定子中以檢測轉子的位置。


在BLDC電機中，永磁體（轉子）是運動(dòng)的，而載流導體（定子）是固定的。

微信圖片_20230424102656.gif

▲BLDC電機運轉示意圖


當定子線(xiàn)圈從電源獲得電源時(shí)，它就變成電磁體并開(kāi)始在氣隙中產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)。盡管電源是直流電，但開(kāi)關(guān)仍會(huì )產(chǎn)生具有梯形形狀的交流電壓波形。由于電磁定子和永磁轉子之間的相互作用力，轉子繼續旋轉。



通過(guò)將繞組切換為高和低信號，相應的繞組被激勵為北極和南極。帶有南極和北極的永磁轉子與定子極對齊，從而導致電機旋轉。


微信圖片_20230424103009.gif

無(wú)刷直流電機有三種配置：?jiǎn)蜗?，兩相和三相。其中，三相BLDC是最常見(jiàn)的一種。


二、無(wú)刷電機的優(yōu)點(diǎn)與不足：

優(yōu)點(diǎn)：?高輸出功率?小尺寸和重量?散熱性好、效率高?運行速度范圍寬?低電噪聲?高可靠性和低維護要求?高動(dòng)態(tài)響應?電磁干擾少
不足：?控制該電機所需的電子控制器很昂貴?需要復雜的驅動(dòng)電路?需要額外的位置傳感器（FOC不用）

三、直流無(wú)刷電機的應用范圍

無(wú)刷直流電機廣泛用于各種應用需求，例如工業(yè)控制（在紡織、冶金、印刷、自動(dòng)化生產(chǎn)流水線(xiàn)、數控機床等工業(yè)生產(chǎn)方面，無(wú)刷直流電機都發(fā)揮重要的作用。），汽車(chē)（雨刷器、電動(dòng)車(chē)門(mén)、汽車(chē)空調、電動(dòng)車(chē)窗等部位都有電機的身影。），航空，自動(dòng)化系統（在生活中常見(jiàn)的打印機、傳真機、復印機、硬盤(pán)驅動(dòng)器、軟盤(pán)驅動(dòng)器、電影攝影機等，在它們的主軸和附屬運動(dòng)的帶動(dòng)控制中，都有無(wú)刷直流電機的身影。）
醫療保健設備（對無(wú)刷直流電機的使用已經(jīng)較為普遍，可以用來(lái)驅動(dòng)人工心臟中的小型血泵;在國內，手術(shù)用高速器具的高速離心機、熱像儀和測溫儀的紅外激光調制器都使用了無(wú)刷直流電機。）等領(lǐng)域中的各種負載，恒定負載和定位應用。


四、直流無(wú)刷電機與直流有刷電機的區別


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▲直流無(wú)刷電機與直流有刷電機對比

如果您想了解更多直流無(wú)刷電動(dòng)機的相關(guān)內容，可以關(guān)注川銘官網(wǎng)新聞板塊行業(yè)資訊，如需要直流無(wú)刷電機選型的詳資料以及減速機3D尺寸圖請致電聯(lián)系我們，聯(lián)系電話(huà)：400-665-6651，竭誠為您服務(wù)。

 



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