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电气自动化技术就业方向揭秘无刷电机的神奇世界

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电子系统不可或缺的一部分。随着技术的发展,工程师们发明了多种类型的电机,如直流、感应和同步电机。

作为永磁同步电机(PMSM)的一个分支,无刷电机会经过数百年的发展,但起初由于启动和变速困难,它仅限于拥有昂贵控制设备的工业应用。在近年来,随着强大的永磁体改进以及人们对节能意识提升,无刷电机会在各个领域迅速扩展其影响力。

直流有刷与无刷区别

直流有刷(通常简称DC)具有可控性高、效率高、小型化易做等特点,是最常用的类型。而无刷则不同,不需要带有动作机构和换向器,因而其使用寿命更长、维护简单、运行噪音低。此外,它不仅保持了直流有刷高可控性的同时,还拥有较高结构自由度,便于嵌入设备中。正因如此,无擦机械得以逐步普及,现在已经遍布工业设备、中小型办公自动化设备和家庭用具上。

图1 直流有刷新与无刷新结构区别

虽然两者外观相似,但直流无刷新与PMSM共享基本相同之处。然而,这也意味着它既是一个家族成员,也是一个独立存在之物。这一分类如图所示,可以根据旋转方式进行多种分组。

图2 无刷新分类

工作情况

在工作时,无擦机械将永磁体用作转子,而线圈则作为定子。当外部逆变器根据旋转方向控制线圈中的切换时,配合检测转子位置的逆变器,将当前位置信息输入到该过程中。一旦成功,这便实现了精确操控。

检测方法主要包括三种:第一是通过检测交流流量,从而指导磁场定向;第二利用霍尔传感器测量三个传感器之间差异,以此确定转子的位置;第三就是通过感应产生变化来监视位置变化——这也是弱场控制方法之一展示出的灵活性。

图3 无刷新工作原理

基于这些基础,我们还可以进一步拓展二次计算法,如矢量驱动或弱场驱动,这些都是复杂但有效的手段使得无擦机械更加智能、高效地操作:

方波驱动

依据角度调整开关状态,以及改变定子的线圈方向,使得运动发生,同时保证持续稳定的速度输出。

正弦波驱动

通过调节角度以达到120度相移,对交流功率源进行调配,然后再次调整定子的线圈方向大小。

图4 无刷新车辆驾驶状态

总结来说,无擦机械目前已被广泛应用于各种电子产品,其中包括家用产品、汽车电子系统、工业设立自动化工具以及便携消费品等行业。在未来随着不断推进科技研究,其应用范围可能会变得更加庞大且广泛。

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