直流無刷電機的誕生和發展(zhǎn)過程
直流無刷電機以(yǐ)其(qí)優良的特性在傳動控製領域得到了廣泛的應用(yòng),但普通的直流電機由(yóu)於需要機械換相和電刷,可靠性(xìng)差,需要(yào)經常維護;換相時產生電磁幹擾,噪聲大,影響了直流電機在控(kòng)製係統中的進一步應用。為了克服機械換相帶(dài)來的缺點(diǎn),以電子換相取代(dài)機械換相的直流無刷電機應運而生。1955 年美(měi)國D.Harrison 等人首次申請了用晶體管換相電路代替機械電(diàn)刷的專利,標誌著現代直(zhí)流無刷電機的誕生。而電子換相的直流無刷電機(jī)真正進入實用階(jiē)段,是在 1978 年的 MAC 經典直流無刷(shuā)電機及其驅動器的推出。之後,國際上對無刷電機進行了深入的研(yán)究,先後研製成方波無刷電機和(hé)正弦波直流無刷電機(jī)。
在結構上,與(yǔ)有(yǒu)刷直流電機(jī)不同,直流無刷(shuā)電機的定子繞組作為電樞,勵磁繞組由永磁材料所取代。按照流入電樞繞組的電流波形的不同,直流無刷電機可分為方(fāng)波直流電動機(BLDCM)和正弦波(bō)直流電動機(PMSM),BLDCM 用電子換相取代了原直流電(diàn)動機的機械換相,由永磁材料做轉子,省(shěng)去了電刷;而PMSM 則是用永磁材料取(qǔ)代同步電動(dòng)機轉子中的勵磁繞組(zǔ),省去了勵(lì)磁繞組、滑環和電刷。在(zài)相同的(de)條件下(xià),驅動電路要獲得方波比較容易,且控製簡單,因而BLDCM的應用(yòng)較(jiào)PMSM要廣泛的多。
直流無刷電機一般由電子換相電路、轉子位置檢測電路和電機本體三(sān)部分(fèn)組成,電子換相電路一般由控製部(bù)分和驅動部分組成,而對轉子(zǐ)位置的檢(jiǎn)測一般用位置傳感器(qì)來完成。工作時,控製器根據位置傳感(gǎn)器測得的電機轉(zhuǎn)子位置有序的觸發驅(qū)動(dòng)電(diàn)路中的各個功率管,進行(háng)有序換流,以驅動直(zhí)流電動機。
隨著永磁新材料、微電(diàn)子技術、自動控製技術以及電力電子技術特別是大功率開關器件的發展,無刷電機得到了長足的發展。直流(liú)無刷電機已經不是專指具有電子換相的直流電機,而是泛指具有有刷直流電機外部特性(xìng)的電子(zǐ)換相電機。無刷直流電動機不僅保持了傳統直流電機良好的動、靜(jìng)態調(diào)速特性,且結構簡單、運行可靠、易(yì)於控(kòng)製。其應用(yòng)從最初的軍事工業,向醫療(liáo)、信息、航空航天、家電以及工業(yè)自動化領(lǐng)域迅速(sù)發展。