無刷直流電機有哪些優點？主要優勢是什么
來源：深圳市鑫海文科技有限公司|發布時間：2019-03-08 20:21
無刷直流電機在直流電機市場中使用最為廣泛，比其他電機具有更好的扭矩/速度特性，更高效并且具有更長的使用壽命比同等拉絲類型。那么直流無刷電機有哪些優點呢？今天為大家盤點一下。
無刷直流電機中，換相的工作交由控制器中的控制電路（一般為霍爾傳感器+控制器，更先進的技術是磁編碼器）來完成。這種類型的電機通過使用連接在其上的永磁體在轉子中產生磁場，并且通過電子方式實現換向。它們通常比傳統的有刷直流電機更小但更昂貴，但它們具有更好的扭矩/速度特性，更高效并且具有更長的使用壽命比同等拉絲類型。
無刷直流電機優點：
a) 電子換向來代替傳統的機械換向，性能可靠、永無磨損、故障率低，壽命比有刷電機提高了約6倍，代表了電動車的發展方向;
b) 屬靜態電機，空載電流小;
c) 效率高;
d) 體積小。
無刷直流(BLDC)電機可以想像成與刷式直流電機截然相反，其中永久磁性在轉子上，而繞線在定子上。因此，該電機沒有刷子和換向器，消除了與刷式直流電機產生火花相關的劣勢。
該電機被稱為直流電機，是因為其線圈通過直流電源驅動，而直流電源是按預定順序的形式應用到不同的定子線圈。 這一過程稱為換向。但是，BLDC 并不恰當，因為該電機實際上屬于交流電機。 在電路循環過程中，每個線圈中的電流正負交替。定子一般是凸極結構，旨在產生梯形反電動勢波形，盡可能符合所應用的換向電壓波形。但是實際上很難做到，產生的反電動勢波形通常更像正弦，而非梯形。因此，PMSM 電機使用的許多控制技術(如場定向控制)同樣適用于無刷直流電機。
對BLDC電機的另一個誤解是關于其如何驅動。不同于開環步進應用中驅動的定子線圈決定轉子位置，在無刷直流電機中，轉子位置決定要驅動哪個定子線圈。定子磁通矢量位置必須與轉子磁通矢量位置保持同步(而非相反)，以使電機操作順暢。要實現這一目的，需要了解轉子位置來確定要驅動的定子線圈。現有多種技術可實現這一目的，但最常用的技術是使用霍爾效應傳感器監控轉子位置。遺憾的是，這些傳感器及其相關連接器和線束會增加系統成本，并降低可靠性。
為減少這些問題，已有多種技術開發出來用于消除這些傳感器，進而實現無傳感器操作。 多數技術依靠在電機旋轉時，從定子繞線的反電動勢波形中提取位置信息。但是，依靠反電動勢傳感的技術在電機旋轉緩慢或靜止時便無用武之地，因為此時反電動勢波形很弱或根本不存在。因此，我們不斷開發新技術，以在低轉速或零轉速時從其他信號中獲取轉子位置信息。
BLDC 電機在效率額定值方面占絕對優勢，一般可達到 95% 左右。 當前對新非晶合金材料的研究正在將這一數字推向新高。已有報道稱 100W 范圍內效率為 96%。無刷直流電機還在爭奪"世界最快電機"之稱，部分電機速度可達到數十萬 RPM(其中一項應用中已報道 400K RPM)。
最常用的無刷直流電機拓撲使用 3 相定子結構。 因此，標準的 6 晶體管反向器是最常用的功率級，如圖所示。根據運行要求(有傳感器與無傳感器、換向與正弦、PWM 與 SVM 等)，有很多不同的方法可驅動晶體管來達到所需目標，此處不一一列舉。這對一般位于微控制器中的 PWM 發生器的靈活性提出了極高要求。
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