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新聞資訊

無刷直流電機(jī)工作原理詳解

發(fā)布時(shí)間:2023-08-22 11:31:15
作者:川銘精工
閱讀:4000

無刷直流電機(jī)是一種通過電子換相器來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)之間同步旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。相比傳統(tǒng)的有刷直流電機(jī),無刷直流電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、效率高等優(yōu)點(diǎn),因此在許多領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。那么它的工作原理是怎么樣的呢?

由名字可知,無刷直流電機(jī)不使用電刷。無刷伺服電機(jī)不利用換向器來調(diào)節(jié)線圈內(nèi)部的電流,而是使用電子換向器來傳遞電流,該電流產(chǎn)生交流電信號(hào),從而導(dǎo)致電機(jī)驅(qū)動(dòng)。無刷直流電機(jī)的原理與有刷直流電機(jī)相似,它基于電磁感應(yīng)和電子換相技術(shù),由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成,定子上有若干個(gè)線圈,稱為相,每個(gè)相上有一個(gè)電流傳感器,用于檢測(cè)電流的方向和大小,轉(zhuǎn)子上有若干個(gè)永磁體,稱為極對(duì)。定子和轉(zhuǎn)子之間通過空氣隙隔開。當(dāng)電流通過定子的線圈時(shí),會(huì)在定子上產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子上的永磁體也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理,定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力矩,使得轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。為了保持轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向和速度穩(wěn)定,需要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置來控制定子線圈的電流方向和大小,這就需要電子換相器的幫助。電子換相器是由一組功率晶體管組成的電路,根據(jù)轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)來控制定子線圈的電流。電子換相器的工作原理是根據(jù)轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)來判斷哪個(gè)相應(yīng)該通電,哪個(gè)相應(yīng)該斷電。通過控制功率晶體管的開關(guān)狀態(tài),可以實(shí)現(xiàn)定子線圈電流的正反轉(zhuǎn)和大小調(diào)節(jié),這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子之間的同步旋轉(zhuǎn)。為了使電機(jī)旋轉(zhuǎn),必須順序地給定子繞組通電,并且必須知道轉(zhuǎn)子的位置(即轉(zhuǎn)子的北極和南極)才能精確地給一組特定的定子繞組通電,換種方式就是說想要獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào),通常會(huì)在轉(zhuǎn)子上安裝一個(gè)位置傳感器,如霍爾傳感器或編碼器。位置傳感器會(huì)不斷地檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置,并將信號(hào)傳送給電子換相器。電子換相器根據(jù)這些信號(hào)來控制定子線圈的電流,從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子之間的同步旋轉(zhuǎn)。由此,直流無刷電機(jī)被廣泛用于各種應(yīng)用需求,例如在工業(yè)控制,汽車,航空,自動(dòng)化系統(tǒng),醫(yī)療保健設(shè)備等領(lǐng)域中起恒定負(fù)載和定位作用。

總結(jié)起來,無刷馬達(dá)的原理是通過電磁感應(yīng)和電子換相技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子之間的同步旋轉(zhuǎn)。電子換相器根據(jù)轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)來控制定子線圈的電流方向和大小,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度調(diào)節(jié),無刷直流展現(xiàn)出的優(yōu)良特性,深受市場(chǎng)歡迎,未來很大可能會(huì)取替有刷直流電機(jī)在直流電機(jī)的主流地位。

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