一體化電機(jī)是一種特殊的電機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)，在現(xiàn)代電子設(shè)備制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。其中，無刷直流電機(jī)由電機(jī)本體和驅(qū)動器組成，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。無刷電機(jī)是指沒有電刷和換向器（或集電環(huán)）的電機(jī)，又稱無換向器電機(jī)，使用頻率較高。本文將以直流無刷電機(jī)的工作原理為主題，對其進(jìn)行詳細(xì)介紹。
一、直流無刷電機(jī)（BLDC）工作原理
考慮以下在定子A、B和C中安裝三個繞組的步驟。讓用單個磁鐵替換轉(zhuǎn)子以使事情更容易理解。
當(dāng)電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場，而磁場線的方向（即所得磁鐵的磁極）由電流方向決定。
根據(jù)這個概念，如果向線圈A發(fā)送電流，它將產(chǎn)生磁場并吸引轉(zhuǎn)子磁鐵。轉(zhuǎn)子磁鐵將有一個小的順時針偏移量，并與A對齊。
如果現(xiàn)在讓電流一個接一個地流過線圈B和C（按此順序），轉(zhuǎn)子磁鐵將順時針旋轉(zhuǎn)。
為了提高效率，可以用一個線圈包裹相反的線圈，從而產(chǎn)生雙重吸引力。為了進(jìn)一步提高效率，兩個線圈可以同時通電，一個線圈吸引磁鐵，另一個線圈排斥磁鐵。第三個將在此期間閑置。
線圈A、B和C的六種不同組合可用于使轉(zhuǎn)子磁體旋轉(zhuǎn)3600圈，如下面的時序圖所示。
根據(jù)上面的示意圖（或浮動），始終可以確保一相為正，一相為負(fù)，第三相閑置。根據(jù)上圖，有兩個開關(guān)階段，具體取決于霍爾傳感器的輸入。
二、直流無刷電動機(jī)的構(gòu)造
直流無刷電機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成的。定子通常采用鐵芯、線圈等材料制成，其內(nèi)部包括磁場傳感器和換向電路。而轉(zhuǎn)子則包括永磁體、轉(zhuǎn)子軸、循環(huán)器等部分。值得注意的是，直流無刷電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)相比，最大的區(qū)別在于它沒有通電的集電刷和旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)。
三、直流無刷電機(jī)的優(yōu)勢
由于無刷電機(jī)采用電子換向，因此與傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)相比具有許多優(yōu)勢
1.無磨損（由于沒有電刷）
2.高效率
3.更好的速度和扭矩特性
4.長壽
5.運(yùn)行噪音小或無噪音
6.更高的速度
7.使用微處理器實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)或浮點(diǎn)控制器
然而，直流無刷電動機(jī)也存在一些缺點(diǎn)。比如在高負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)時，容易出現(xiàn)失速現(xiàn)象；同時，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修難度較大，且成本較高。
四、總結(jié)
總之，直流無刷電機(jī)是一種具有廣泛應(yīng)用前景的一體化電機(jī)。其工作原理基于磁力傳感技術(shù)和換向電路控制的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中還需克服其缺陷，從而更好地推動其應(yīng)用發(fā)展。 |
