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什么是直流無刷電機

發布日期:2022-11-18

電機包括很多種類,除了一部分特殊種類以外,基本上都是利用磁體的N極和S極的磁力(吸引力和排斥力),以及電流流過產生的磁場,使電機的軸(轉子軸)旋轉的原理制成。
其中,使用直流電源轉動軸的電機稱為直流電機(DC電機),大致可以分為";;有刷";;和";;無刷(BLDC)";;。
那么,什么是電刷?
電刷是與換向器組合使用的直流電機零件,是使直流電機保持旋轉的機制之一。也就是說,帶有換向器和電刷的直流電機就是";;直流有刷電機";;,使用電子電路代替換向器和電刷的直流電機就是";;直流無刷電機(BLDC)";;。
直流有刷電機與直流無刷電機的區別
為了使直流電機的軸在某個方向上持續旋轉,需要一種在軸(轉子)旋轉半圈時能夠使電流方向反轉的機制。直流有刷電機就使用換向器和電刷構成了機械的切換機制。
但是,在這個機制中,軸在換向器和電刷接觸的狀態下旋轉,長時間旋轉將會導致換向器與電刷因摩擦而老化。也就是說它們都是消耗品,需要定期維護。而且,始終相互接觸還會導致電刷產生電磁干擾和噪音的問題。
為此,直流無刷電機配置了電子電路用于檢測軸的旋轉狀態,省去了換向器和電刷,而且不需要定期維護,同時也降低了電磁干擾和噪音。
直流有刷電機的工作原理
有刷電機用線圈作為轉子。轉子旋轉時,切換與電刷接觸的換向器。由此,也就切換了流過電流的線圈。
這樣,通過及時切換電流方向,就能夠使轉子持續旋轉。
直流無刷電機的工作原理
直流無刷電機使用永磁體作為轉子,不需要換向器和電刷。通過檢測出轉子的磁極位置并切換電流流過的線圈,使轉子旋轉。因此,無刷電機需要驅動電路(驅動器)。另外,還要使用霍爾傳感器等磁性傳感器檢測軸的旋轉位置(也有不使用傳感器的無傳感器方式)。
霍爾傳感器利用霍爾效應判斷磁場的強度。通過將其轉換為電信號,檢測出永磁體的位置(N極還是S極),并通過切換流過電流的線圈使電機軸旋轉。
直流有刷電機與直流無刷電機的特點
直流有刷電機的特點
優點
在不需要控制速度的情況下,不需要驅動電路。
易于控制,易于使用
缺點
會消耗電刷和換向器因此需要維護
電刷會產生電磁干擾和噪音
直流無刷電機的特點
優點
換向器無需和電刷接觸,因此壽命較長
可以實現高速旋轉
跟蹤性、響應性良好
缺點
需要驅動電路
總體成本可能很高
直流無刷電機的種類
直流無刷電機分成外轉子方式和內轉子方式兩大類。
外轉子方式
在內側配置線圈,外側配置永磁體,使外側永磁體旋轉的方式??梢詫崿F穩定的旋轉。
內轉子方式
在內側配置永磁體,外側配置線圈,使內側永磁體旋轉的方式。與有刷電機同樣,可以實現精密的控制。
直流無刷電機的用途
直流無刷電機具有小型、高功率、低振動且低噪音、長壽命等特點,廣泛應用于空調設備(空調、空氣凈化器等)、住宅設備、冰箱、熱水器、自動販賣機、復印機、打印機、投影儀、商業設備、測量儀器、汽車、醫療設備等領域的多種用途。
空調設備
住宅設備
熱水器、燃燒器單元
自動販賣機
冷凍、冷藏展示柜
金融終端(ATM)、找零機、貨幣兌換機、售票機
無塵室
光學產品
打印機
復印機
保健設備
商業設備
檢驗分析儀

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