中国电机50强无刷电机的威力与魅力了解它们如何改变我们的世界
导语:在电机控制领域,无刷电机是最为广泛应用的电机类型之一。让我们一起来探索生活中无处不在的无刷电机,了解它如何改变我们的世界!
电机历史始于19世纪初的电磁现象发现,并逐渐成为工业化时代最重要的电子系统。随着技术进步,工程师们发明了各种类型的电机,如直流、感应和同步等。其中,无刷永磁同步(PMSM)是一种久远但发展缓慢的技术,只是在近年来,由于强大的永磁体改进以及人们对节能意识增强,无刷电机会在各个领域得到飞速发展。
直流有刷与无刷区别
直流有刷(DC)通常简称为直流机械,有可控性高、效率高、小型化易实现等优点,是最常见使用的一种机械类型。而相比之下,无刷机械由于没有需用到电子刃和换向器,因此其寿命更长、维护更容易、运行噪音也低。此外,它还保持了直流机械那种高度可控,同时具有较高结构自由度,更易嵌入设备中。这使得无刷机械得以逐渐扩展其应用范围,现在它已经被广泛用于工业设备、办公自动化和家用产品上。
图1 直流有刃与无刃机械结构对比
然而,尽管它们看似相同,但实际上,这两者仍然存在一些差异。例如,在永磁同步和步进类别下,他们都可以根据旋转方式进行多样分类,如图2所示。
图2 直流无刃机械分类
工作情况
在工作过程中,无刃永久分离式同步马达将永磁体作为转子并且线圈作为定子。在外部逆变器通过检测转子的位置而非固定时间切换当前线圈,从而使得马达与反馈信号配合使用以控制输出功率。这包括三种主要检测方法:一种是基于感应或通量测量;另一种是霍尔传感器法;还有第三种通过感应回路中的变化来确定位置,这属于未感知马达的一个特性。
图3 无刃马达工作原理
此外,还有一些复杂计算要求如矢量控制或弱场控制等。
方波驱动
通过开关操作逆变器功率元件,以便根据角度切换定子线圈方向从而驱动转子旋转。
正弦波驱动
通过位移120度三个交流相位产生,然后调整定子线圈方向大小以达到目的。
图4 无刹停直接力马达状态
目前,无限停止直接力马达已被普遍应用于家用产品车辆电子工业设备办公自动化及其他消费品未来随着技术不断提升,其潜力的开发空间将会更加广阔。