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无刷电机静音革命的无缝运行者

导语:在电机控制领域,无刷电机已成为最为广泛应用的电机类型之一。让我们一起探索生活中无处不在的无刷电机!自19世纪初电磁现象被发现以来,随着工业化时代的到来,各种各样的电机诞生,其中直流(DC)、感应和同步电机是其中三大代表。

作为永磁同步电机(PMSM)的一种,无刷电机会历经数十年发展,其起步并不顺利,但由于其启动和变速困难,它除了一些具有昂贵控制设备的工业应用外,一直未能得到广泛应用。然而,随着强大的永磁体技术进步以及人们对节能意识提升,无刷電機開始迅速發展,並廣泛應用於各個領域。

直流有刷電機與無刷電機之間存在著一些區別。首先,有 Brushes(擦子)的直流電機因為需要定期更換擦子而導致維護成本較高,而無刷電機則因為沒有這樣的需求,所以更加耐用且易于维护。此外,由於無需轉向器,使得它們體積小巧且噪音低。在多種情況下,這些優點使得無刷電機成為了工業設備、辦公自動化設備和家用電子產品中的理想選擇。

圖1 展示了直流有brushes 的電機與無brushes 的差異。雖然兩者結構上相似,但由於其獨特性質,它們被分類為不同的家族成員。在使用方面,它們可以根據旋轉方向進行多種分類,如圖2 所示。

當我們討論無brushed 交流動力系統時,我們會發現它是一個複雜但強大的工具。在工作過程中,轉子的永久磁鐵扮演著重要角色,用作將線圈圍繞自己旋轉。我們還會探索如何通過檢測轉子的位置來確保它保持最佳運行狀態,這通常涉及到三種主要方法:即以檢測線圈中的感應產生的變化;或使用霍爾傳感器來追蹤磁場變化;或者通過感應到的正弦波模式來監控整個系統。

最後,我們將深入探討如何有效地控制這些系統,以及所需的一般技術要求。我們將涵蓋從簡單的情境(如方波驅動)到更進階的情況(如矢量驅動),並解釋每種驅動方式背後所處理的是什麼基本原則。此外,我們也會對未來可能出現的新技術展望,以便讓讀者對這一領域有更多了解。

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