电机图片无刷革命揭秘动力之源
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，无刷永磁同步电机(PMSM)拥有悠久的历史，但最初由于启动和变速困难，只限于具有昂贵控制设备的大型工业应用。不过近年来，由于强大的永磁体改进以及人们对节能意识的提升，无刷电机会继续快速发展。
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、小型化便捷等特点，是最常见的一种类型。相比之下，无刷则不需要复杂的手动换向器或过热保护装置，这使得其使用寿命更长、维护更容易，同时运行噪音也低很多。此外，它还保留了直流有刷良好的可控性，并且结构更加灵活，可以轻松嵌入到各种设备中。这一系列优势使得无刷在工业设备、办公自动化以及家用产品上变得越来越受欢迎。
图1 直流有刷与无刷结构对比
尽管两者之间存在差异，但直流无刷新动力源自同一种原理，与PMSM基本相同。然而，它既可以作为一个独立家族，也可以被视作一个单独分类。这一点如图所示，其中根据旋转方式进行多样分类。
图2 直流无刷新动力的分类
工作情况
当工作时，无刷新动力利用永磁体作为转子，将线圈设计为定子。在外部逆变循环驱动下，将控制信号通过线圈切换，而不依赖传统手动换向器或过热保护装置。此过程要求精确检测转子的位置，以便确定何时将当前流量引入或从其中移除线圈。
三种主要方法用于检测转子位置：第一是基于感应法；第二是霍尔传感器法，利用三个霍尔传感器来跟踪转子的变化；第三是在没有感应的情况下采用周期性的信号处理法，如零位探测（Zero Crossing Detection）。这是一种特殊形式，适用于那些无法实现全功能绝缘隔离但仍需精确位置信息的情形。
图3 无刷新动力的工作模式
无刷新动力支持两大基本操作策略，还有一些更加复杂如矢量控制和弱场调制策略待开发。
方波驱动
根据旋转角度切换开关状态以改变定子线圈方向，从而实现旋转。
正弦波驱动
通过检测旋转角度生成120度相移交流脉冲，然后调整定子线圈大小和方向以保持稳定的旋转速度。
图4 无刷新驾驶模式
目前，不仅家用商品、中小型车辆及办公自动化产品，而且许多工业机械和个人消费品都采用了这种革命性的技术。未来随着技术不断创新，我们预计这一趋势将会持续扩展，为全球能源效率带来更多益处。
