直流电机工作原理图解无刷电机的秘密世界你准备好探索了吗
导语：在电机控制领域，无刷电机是最为广泛应用的类型之一。现在，让我们一起探索生活中无处不在的无刷电机！它的历史可以追溯到19世纪初，当时科学家们发现了电磁现象，并逐渐成为了工业化时代最重要的电子系统。随着技术进步，工程师们发明了多种类型的电机，包括直流、感应和同步电机。
作为永磁同步电机(PMSM)的一部分，无刷电机会被认为历史悠久。但早期，由于启动和变速困难，它除了拥有昂贵控制装置的大型工业应用外，未能获得普遍认可。不过，在强大的永磁体改进以及人们对节能意识增强的情况下，无刷电机在各个领域得到了飞速发展。
直流有刷与无刷之间的差异
直流有刷（通常简称直流）具有良好的可控性、高效率、小型化等优点，是最常用的类型。相比之下，无刷则不需要带动器件，因而其使用寿命更长、维护更加容易、运行噪音低。此外，它结合了高可控性的特点，还享有一定的结构自由度，使其易于嵌入设备中。正因如此，无刷得到了广泛应用，如今它已经渗透到工业设备、办公自动化设备和家用产品中。
图1 直流有刷与无刷结构上的区别
虽然直流无刃与PMSM看起来相同，但它们同时既是一个家族又是一个独立存在的分类，可以根据旋转方式进行多种分类，如图所示。
图2 直流无刃分类
工作原理概述
当一个无刃开始运作时，其首要任务是将永磁体设计成转子，而线圈则用于定子。在这之后，将逆变器按照某些规则来引导当前进入线圈，这使得转子的位置能够被检测到并且正确地设置以确保持续稳定的运作。
三种主要方法用于检测转子的位置：一是通过测量当前来确定方向；二是利用霍尔传感器来捕捉三个传感器中的每个，以此来确定位移；三是在没有任何物理接触的情况下通过反馈信号，即感应产生变化后得到位置信息。这第三种方法适用于那些不希望安装传感器或希望减少维护成本的情况下的“感觉”驱动机械系统。
图3 无刃工作原理概述
两大基本控制方法，以及一些复杂计算要求如矢量控制及弱场控制等也存在于这个领域。
方波驱动
依据角度切换开关状态，使定子线圈改变方向，从而使转子旋转。
正弦波驱动
通过检测角度让逆变器产生120度相移3相交流，然后调整大小和方向。
图4 无刃振荡状态
由于这些优势，现在我们可以看到这一技术正在家庭用品、汽车电子、新兴科技产业以及办公自动化行业等各种场合迅速扩展。而未来随着不断进步，无刃可能会成为许多不同行业中的标准配置选项。
