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什么是無(wú)刷直流電機(jī)？
2020-04-25 15:20 佚名
無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是拆下電刷和換向器的電動(dòng)機(jī)之一，這是直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)。它的特點(diǎn)是：（1）永磁場(chǎng)型更換直流電機(jī)（定子側(cè)）和電樞繞組（轉(zhuǎn)子側(cè)）的磁場(chǎng)永磁體，將永磁體放置在轉(zhuǎn)子側(cè)，電樞繞組放在定子側(cè)。
（2）代替由于換向器位置的變化而使用電刷進(jìn)行通電切換，使用霍爾元件來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)并反饋到逆變器以控制通電這是一種無(wú)刷直流電機(jī)。圖1.7顯示了無(wú)刷直流電機(jī)的系統(tǒng)配置。
由于來(lái)自逆變器的驅(qū)動(dòng)電壓是交流電，因此有理由將該電動(dòng)機(jī)分類為交流電動(dòng)機(jī)，作為由交流電驅(qū)動(dòng)的永磁型同步電動(dòng)機(jī)。但是，在本書中，我們將其視為無(wú)刷直流電機(jī)，這是一個(gè)獨(dú)立的領(lǐng)域。
由于旋轉(zhuǎn)原理類似于DC電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理，因此扭矩（扭矩）和速度之間的關(guān)系幾乎與DC電機(jī)的關(guān)系相同。
保持了DC電動(dòng)機(jī)的優(yōu)異可控性，并且由于與DC電動(dòng)機(jī)相比沒(méi)有電刷，因此在電磁噪聲和壽命方面是有利的，高效且節(jié)能，并且具有高度的設(shè)計(jì)自由度。有各種功能，如易于嵌入設(shè)計(jì)。因此，它已經(jīng)廣泛用于諸如冰箱和洗衣機(jī)之類的家用電器以及諸如HDD（硬盤驅(qū)動(dòng)器）和CD-ROM驅(qū)動(dòng)器之類的信息設(shè)備。
在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展過(guò)程中，分布式繞組被用作初始定子繞組，但最近它是集中繞組。有關(guān)分布式卷和集中卷，請(qǐng)參閱“分布式卷和濃縮卷”一欄。
另外，由于轉(zhuǎn)子上永磁體安裝方法的不同，（1）表面永磁體（SPM）
（2）內(nèi)部永磁體（IPM）
它被分類為。表面磁鐵類型：SPM是一種永久磁鐵連接到轉(zhuǎn)子外周的類型（見(jiàn)圖1.8）。
圖1.8（右）顯示了嵌入式磁體類型的橫截面結(jié)構(gòu)：IPM 。在IPM類型中，各種結(jié)構(gòu)可用于嵌入永磁體。IPM型結(jié)構(gòu)的目的是降低磁鐵被離心力剝離的風(fēng)險(xiǎn)，并積極使用磁阻轉(zhuǎn)矩（參見(jiàn)下面的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)部分）。
為了檢測(cè)SPM和IPM的磁極位置，還存在一種根據(jù)是否使用或省略諸如霍爾元件和旋轉(zhuǎn)編碼器的傳感器進(jìn)行分類的方法（無(wú)傳感器驅(qū)動(dòng)）。
當(dāng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)作為致動(dòng)器安裝時(shí)，電動(dòng)機(jī)本體，驅(qū)動(dòng)逆變器及其控制電路以極其緊湊的方式組合。一個(gè)例子如圖1.9所示。
圖1.7使用逆變器的無(wú)刷直流電機(jī)配置圖微處理器/專用邏輯電路
圖1.8表面磁鐵型（SPM）（左）和嵌入式磁鐵（IPM）（右）的橫截面結(jié)構(gòu)示例IPM型用于防止磁鐵因離心力而剝落并主動(dòng)使用磁阻轉(zhuǎn)矩。
圖1.9內(nèi)置于筆記本電腦的PC卡中的無(wú)刷電機(jī)（由Nidec Corporation制造）
電機(jī)本身的厚度為2 mm轉(zhuǎn)換器和逆變器轉(zhuǎn)換器a.有些設(shè)備可將單相或三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電。為此，使用稱為二極管，晶閘管或晶體管的半導(dǎo)體元件。
b.這被稱為整流器或轉(zhuǎn)換器。
c.輸出功率為30kW的大型直流電機(jī)通常使用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)向，但小型直流電機(jī)也可以通過(guò)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
逆變器a.相反，存在將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電的裝置。這被稱為逆變器。
b.在最近的冰箱和室內(nèi)空調(diào)中，電動(dòng)機(jī)由逆變器驅(qū)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
c.家用空調(diào)變頻器用轉(zhuǎn)換器將單相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，然后用變頻器將電機(jī)轉(zhuǎn)換成三相交流電。這看起來(lái)很麻煩，但有理由證明這一點(diǎn)。
分布式集中繞組圖1.10顯示（a）4極和（b）8極，帶24槽定子。然而，最近已經(jīng)避免了通過(guò)切換線圈連接來(lái)改變極數(shù)的方法，因?yàn)槠湫阅懿蝗鐝?fù)雜的。
另一方面，如圖1.11所示，盡管插槽數(shù)量很少，但6線圈集中繞組定子具有（a）2極，（b）4極和（c）8極電機(jī)，這取決于連接。
圖1.10分布式繞組定子和24個(gè)極可以有不同數(shù)量的極點(diǎn)。這里，（a）4極繞組和（b）8極繞組。
圖1.16 6線圈集中繞組定子和極數(shù)盡管槽數(shù)較少，但（a）2極，（b）4極和（c）8極電機(jī)通過(guò)接線連接。
在該圖中，電流僅施加到兩個(gè)U相線圈。（B）和（c）表示相同的連接，但根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量，它可以使用4或8極。但是，6極電機(jī)很難。
