BLDC即無刷電機，說起無刷電機，可能很多人是在購買電動車的時候才知道的。

近幾年提到無刷電機，可能又會讓人想起那個叫李紅濤的，甚至被某些人叫為“無刷電機之父”的男人的傳奇故事。要不是去了解了一下無刷電機的發(fā)展史，但從那些文章和視頻給人的認知，我?guī)缀蹙拖嘈帕藦乃陌l(fā)明出現(xiàn)才有了無刷電機。

其實在百年前，用整流管代替有刷直流電機的機械碳刷的想法就已經(jīng)被提了出來，但礙于技術(shù)水平，想法并沒有成為現(xiàn)實。直到1955年，美國人d.harrison等人首次申請了用晶體管換向線路代替有刷直流電機機械碳刷的專利，才標志著現(xiàn)代無刷電機的誕生。在國內(nèi)，關(guān)于無刷電機的研制工作開始于70年代初期，比國外晚了幾十年，所以目前國內(nèi)的無刷電機發(fā)展水平和國外相比還有著不著的距離。

傳奇故事的主角出生于1966年，顯然不可能是什么“無刷電機之父”。他當時申請的專利是無刷電勵磁電機，至于有沒有得到應(yīng)用不得而知，人才是個人才，只不過被渲染得有點太過了。

好了，言歸正傳，今天我們就一起了解一下直流無刷電機吧。

無刷直流電機的結(jié)構(gòu)

無刷直流電機是一種由電動機主體和控制器器組成的機電一體化產(chǎn)品。單純的電動機主體是無法直接接入直流電運轉(zhuǎn)的，無刷電機可以說是個系統(tǒng)，不像我們其他類型的電機可以以電機個體出現(xiàn)，它的每次應(yīng)用都必須伴隨無刷控制器。

無刷電機也分為內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機和外轉(zhuǎn)子無刷電機。下面以內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機為例做一下說明。

無刷電機的電動機的定子繞組是三相對稱星形接法的繞線繞組，結(jié)構(gòu)和三相異步電動機的定子繞組相似；轉(zhuǎn)子是永磁體轉(zhuǎn)子。這里了解下無刷電機轉(zhuǎn)子的大致結(jié)構(gòu)，

轉(zhuǎn)子并不是一整個的磁體，而是一片片的磁瓦貼合而成的。在電機主體內(nèi)部還有位置感應(yīng)裝置，以便給控制器提供轉(zhuǎn)子和定子的相對位置信號。經(jīng)常使用電動車的朋友，應(yīng)該會知道這點，霍爾線斷掉，電機就無法正常運轉(zhuǎn)了。

無刷電機的控制器由集成電路和功率器件組成，可以控制電動機的啟動、停止、調(diào)速、制動等等。

無刷電機工作原理

無刷電機的轉(zhuǎn)動利用的是磁場同性相斥、異性相吸的原理工作的。

在轉(zhuǎn)子磁極確定的情況下，通過控制器改變無刷電機定子線圈上各相的通斷、電流方向、頻率等，在轉(zhuǎn)子線圈周圍形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場。磁場帶動轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來了。簡單原理圖如下：

無刷電機控制器輸入的是直流電，但輸入定子線圈的是通過調(diào)速器轉(zhuǎn)變而成的方波三相交流電。

對定子繞組的換流是通過電動機內(nèi)部的位置傳感器檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并把位置信號傳回控制器，由控制器通過控制功率開關(guān)電路來實現(xiàn)的。

也就是說無刷電機轉(zhuǎn)不轉(zhuǎn)、怎么轉(zhuǎn)，無刷控制器說了算。

無刷電機的應(yīng)用

直流無刷電機與三相異步電動機有著十分相似的結(jié)構(gòu)，可以說，直流無刷電機就是以電子方式控制交流電機換相，從而達到類似直流電機特性又沒有直流電機結(jié)構(gòu)缺陷的應(yīng)用。這些年，異步電動機變頻調(diào)速繞不開的問題就是轉(zhuǎn)矩問題，無刷電機在這方面有著明顯的優(yōu)勢。

我們現(xiàn)在了解和接觸到的無刷電機大多數(shù)是小功率的?，F(xiàn)在的一些電動工具和家電等，已經(jīng)使用無刷電機替換掉原來的有刷電機。目前無刷電機已經(jīng)可以做到幾十、幾百千瓦，在航模、醫(yī)療器械、家電、電動車等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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