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无刷电机的工作原理和结构解析
 2021年08月30日 |阅读次数:729

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那鯠样垍頭條在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。


无刷直流电机


无刷电机的工作原理:

无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。具有可靠性高、无火花交换、机械噪音低等优点,广泛应用于录音座、录像机、电子设备和自动办公设备。

无刷直流电机由永磁转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感器根据转子位置的变化,按一定顺序更换定子绕组的电流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,在确定的位置产生位置传感信号,通过信号转换电路处理控制电力开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。

位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。

采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。

采用光电式位置传感器的无刷直流电机,在定子组件上按一定位置配置光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为LED或小灯泡。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。

采用电磁式位置传感器的无刷直流电机,在定子部件上设置电磁传感器部件(例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等),在永磁转子位置发生变化时,电磁效果会使电磁传感器产生高频调制信号(其幅度值随转子位置而变化)。

无刷电机的结构解析:

在结构上,无刷电机和有刷电机有相似之处,也有转子和定子,但与有刷电机的结构相反的有刷电机的转子是线圈绕组,与动力输出轴连接,定子是永磁钢的无刷马达的转子是永磁钢,与外壳连接输出轴,定子是绕组线圈。

简单来说,通过改变输入无刷电机定子线圈的电流波交换频率和波形,在绕组线圈周围形成绕电机几何轴心旋转的磁场,该磁场驱动转子上的永磁钢旋转,电机旋转,电机的性能与磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,与无刷电机的控制性能有很大关系总的来说,无刷电机的结构比较简单,真正决定其使用性能的是无刷电子调速机,好的电子调速机需要单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工技术等过程的整体控制,因此价格比有刷电机高得多。