揭秘无刷电机结构图解密效率与耐用性双重夺冠
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。
无刷永磁同步电机(PMSM)作为一种历史悠久的产品，但最初由于启动和变速困难，其应用受限于拥有昂贵控制机构的大型工业设备。然而，在强大的永磁体改进以及人们对节能意识增强的情况下，无刷电机得到了飞速发展，并逐渐渗透至各个行业。
直流有刷与无刷比对
直流有刷（DC）通常称之为直流電機，它们因可控性好、效率高及易于小型化而广泛使用。在这类别中，与它们相比，无刷電機因为没有需要磨损或烧毁的电子开关（如碳 brushes），因此其使用寿命更长且运行噪音低。此外，不仅具有传统DC電機良好的可控性，还提供了较高结构自由度，使其更容易嵌入到设备内部。这些优势使無刃發動機逐渐获得认可，现在它已经被广泛应用于工业机械、办公自动化设备以及家用电子产品等多个领域。
图1 直流有刃與無刃發動機結構對比
虽然無刃發動機與永磁同步發動器(PMSM)在結構上幾乎相同，但它們也是一個獨立家族，包括PMSM和步進運轉器類別。圖2展示了這些不同的分類方式：
图2 無刃發動機分類
無刃發動機工作原理
當一個無刃發動機運行時，它首先將永久磁鐵作為轉子，並將線圈作為靜止部分定子。在此之後，一個逆變器按照旋轉方向來控制線圈中的電流切換，而這一過程依賴於轉子的位置以配合逆變器。如果我們可以精確地知道轉子的位置，那麼我們就能有效地控制其旋轉速度。
转子位置检测方法主要包括三个：第一种是通过测量线圈中的交流通道产生的感应信号来确定转子的位置；第二种是利用霍尔传感器检测转子周围产生变化的小微力场；第三种则是在没有任何额外传感器的情况下通过观察线圈中某些特定的交流通道变化来实现这一点。这最后一种方法适用于“感应”类型的无载发动机会。
图3 无载发动机会如何工作
两种基本驱动方式存在：
方波驱动 - 這種方法涉及根據車輪旋轉角度來調整逆變者開關狀態，以便引導車輪進行旋轉。
正弦波驱动 - 這種方法則通過檢測車輪旋轉角度並產生120度相位移遷移的三相交流供應給定義車輪進行旋転。
图4 无载发动机会如何进行操作
目前，无加载马达正迅速扩展到家庭用品、汽车配件、大型机械装置和办公自动化系统等多个领域，并且预计随着技术不断进步，这一趋势将继续推进。
