电机革命无刷电机的神奇之处你准备好了解了吗
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,让我们一起深入了解生活中无处不在的无刷电机吧!
电机历史始于19世纪初的电磁现象发现,逐渐成为工业化时代电子系统中的重要组成部分。随着技术进步,工程师们发明了多种类型的电机,如直流、感应和同步等。在这些中,无刷永磁同步(PMSM)型号拥有悠久历史,但早期由于启动和变速困难,只在具有昂贵控制设备的大规模工业应用中被使用。然而,随着强大的永磁体改进以及人们对节能意识提升,无刷电机得到了快速发展。
直流有刷与无刷区别
直流有刷(通常简称为直流)具有可控性好、效率高、小型化易实现等优点,是最常用的一种类型相比之下,无刷不需要换向器和刃片,因而其使用寿命长、维护简单且噪音低。此外,它结合了直流高可控性的同时还拥有较高结构自由度,使其容易嵌入设备内得益于这些优势,无刷已从家用产品到办公自动化到各种工业设备都展开了大范围应用。
图1 直流有刃与无刃结构对比
虽然直接无刃与永磁同步(PMSM)的结构相似,但直接无刃也是一种独立家族包括PMSM及步进。这可以根据旋转方式进行多重分类如图所示。
图2 直接无刃分类
工作状态
工作时,不刹车利用永磁体作为转子,并将线圈作为定子然后通过逆变器来控制外部输入给定子的当前切换动作检测转子位置方法主要有三类:一是通过测量当前来确定方向二是霍尔传感器利用三个传感器通过转子的场变化来检测位置;三是在没有任何传感器的情况下只需从产生的感应压缩信号即可判断位置变化。
图3 直接无刹车工作过程
两种基本控制方法包括方波驱动及正弦波驱动此外还有更复杂计算要求,如矢量或弱场调节。
方波驱动:
根据角度切换开关使旋转并改变大小以使旋转。
正弦波驱动:
基于角度调整旋转并生成120度分离交流后改变大小方向以促使旋转。
图4 无轴直接反馈状态
目前,在家用产品汽车电子商业机械办公自动化便携消费品等领域得到广泛应用未来随着技术不断进步,将继续拓宽其应用空间。