第一章 無刷電機的特點

1、第一章 無刷電機的特點、應用及發(fā)展無刷直流電機由電動機和電子驅(qū)動器兩部分組成，本質(zhì)上是由電子逆變器驅(qū)動的交流同步電動機。無刷直流電機因其特性與直流電機基本相同而得名，可以看作是用電子換相代替了換向器和電刷的直流電機，故稱為BrushLess DC Motor(BLDCM)，或電子換相電動機Electronically Commutated Motor(ECM) 無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)定子(放有電樞繞組)+轉(zhuǎn)子(放有永磁體)+位置傳感器無刷直流電機的歷史和今天n1962年誕生并開始初步應用n20世紀70年代末進入實用階段n近20多年隨新型永磁材料和電力電子技術的發(fā)展而取得長足發(fā)展2007年在北美

2、的消費類電機總銷量為180億美元，其中無刷機為41億美元無刷直流電機與直流電機的比較n無刷電機 1.無換向器和電刷，產(chǎn)生的電磁干擾較小，壽命取決于軸承，可長達數(shù)萬小時 2.結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好n直流電機 1.有換向器和電刷，機械換向產(chǎn)生的換向火花引起換向器和電刷磨損，造成電磁干擾、噪聲大、壽命短 2.結(jié)構(gòu)復雜，可靠性差無刷直流電機與感應電機的比較n無刷電機 1.調(diào)速容易 2.調(diào)速性能好，可在寬調(diào)速范圍保持高效率 3.功率密度高n感應電機 1.調(diào)速難 2.調(diào)速性能差(效率低) 3.功率密度低 無刷直流電機的缺點n需要控制器才能工作，增加了技術的復雜性和制作成本n一般需要位置傳感器，增加了結(jié)構(gòu)的復雜

3、性n永磁材料耐溫有限，限制了電機使用的環(huán)境溫度n有較明顯的轉(zhuǎn)矩波動，限制了電機在高性能系統(tǒng)中的應用無刷直流電機的應用n計算機外圍設備、辦公自動化設備、數(shù)碼電子消費品n工業(yè)驅(qū)動，伺服控制 如高精度的機床數(shù)控設備進給伺服控制、紡織、印刷、包裝、自動化生產(chǎn)線n汽車等交通工具n醫(yī)療設備n家用電器無刷直流電機的應用n打印機滾軸驅(qū)動(外轉(zhuǎn)子， 8極12齒，高精度速度控制)無刷直流電機的應用n電子產(chǎn)品中的微型投影儀(盤式電機，6mm外徑，4極6齒，1萬多轉(zhuǎn)/分鐘)無刷直流電機的應用n電動輪椅(輪轂電機，外轉(zhuǎn)子，40極，低速大轉(zhuǎn)矩)無刷直流電機的應用n電動自行車(輪轂電機，外轉(zhuǎn)子，低速大轉(zhuǎn)矩)無刷直流電機的應

4、用n醫(yī)療設備(驅(qū)動機械臂，齒輪箱+電機+剎車，低速大轉(zhuǎn)矩，10N.m輸出)無刷直流電機的應用n割草機(定子和內(nèi)置驅(qū)動器分別塑封，提高可靠性，利于散熱)無刷直流電機的應用n電動工具(高功率密度，高效率)無刷直流電機的應用n抽油煙機(無級調(diào)速，高效率，可以200轉(zhuǎn)/分鐘的低速運行來實現(xiàn)換氣功能)無刷直流電機技術發(fā)展動向n產(chǎn)品向?qū)Ｓ没?、多樣化方向發(fā)展n低成本、低價格n分數(shù)槽技術的應用日益增多n性能優(yōu)越的DSP控制器的應用日益增多n無位置傳感器控制技術逐步完善n正弦波控制技術受到更多關注無刷直流電機技術發(fā)展動向n在降低噪聲和振動方面正弦波控制比方波控制有優(yōu)勢 實例： 正弦波控制 方波控制 500rpm 28dBA 32dBA 3000rpm 40