电机的基本知识无刷电机隐形的力量你了解吗
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。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，电机已经成为工业化时代电子系统中的核心组成部分。随着技术的进步，工程师们创造了多种类型的电机，如直流(DC)、感应和同步电机。
作为永磁同步(PMSM)家族成员的一员，无刷电机会历经数十年发展终于获得广泛应用。最初，由于启动和变速困难，它主要用于具有复杂控制系统的大型工业设备。但近年来，随着强大的永磁体改进以及人们对节能技术日益重视，无刷電機得到了飞速增长。
直流有刷与无刷電機之間的差異
直流有刷電機因其可控性高、效率高及易小型化等特點，是最常用的電機類型。不像無刷電機需要，不需要換向器或轉子與定子的接触，因此無需維護較為頻繁。此外，其運行噪音更低，並且具備直流電機所享有的高度可控性和自由度，使它們成為家用產品、工業設備乃至辦公自動化設備中不可或缺的一部分。
圖1 直流有刷與無刷電機結構上的區別
雖然直流無刷與永磁同步(PMSM)共享相似的結構，但它是一個獨立於其他類型之外的家族成員。這些線圈可以根據旋轉方式進行多種分類，如步進驅動系統中的使用者。
圖2 直流無刷新動力學系
工作情況
當無刷新動力學體開始運作時，它首先將永久磁體作為轉子(旋轉部件)，並將線圈作為定子(固定部件)。隨後，外部逆變器會根據該系統旋轉方向來調整通過線圈輸送到的交流功率。此過程涉及到對於永久磁體位置偵測到的反馈，這是確保良好性能必須遵循的一個基本原則。
三種常見方法包括：
使用霍爾傳感器檢測转子的位置。
利用三個霍爾傳感器來檢測转子的位置。
通过检测转子产生的感應波形变化来检测转子位置，这是无感知式传感技术的一个例证。
图3 无刷新动力学体系运作过程
两种主要控制方法，以及一些复杂计算法则如矢量驱动和弱场驱动法则也适用于这些线圈。这使得它们能够根据需求进行精细调整，从而实现更有效地能源利用和减少浪费。
方波驱动
通过监测转子的角度，并将逆变器开关状态切换，以改变定子线圈中的当前方向，从而使得转子运动起来。这一策略提高了效率并简化了操作过程。
正弦波驱动
通过检测并跟踪该系统移动时产生的三个相位之间相移120度角度间隔，以实现稳定的运行速度。此过程同时保持良好的耐久性，同时提供稳定的输出功率。
图4 无刷新动力学体系运行模式
总结来说，无刷新動力的發展已經遍布各个行业，从家用产品到汽车电子，再到工业自动化设备都无法避免这一趋势。而随着不断推进研究与开发，无刷新動力的未来前景看似光明。在这个不断创新且竞争激烈的人类社会里，只要我们持续追求卓越，我们就能够确保我们的生活充满活力而又环保。
