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簡述BLDC電機的優點和用途以及和DC電機的區別

ss ? 來源:老趙說制造 ? 作者:老趙說制造 ? 2021-03-08 11:36 ? 次閱讀

BLDC電機(無刷直流電機)是一種旋轉的電機,轉子中有永磁體,繞組是定子的一部分。無刷直流電機將有刷直流電動機上的機械換向器替換為電動換向器,由直流電源通過集成的逆變器/開關電源供電,產生交流電信號來驅動電機。BLDC電機具有很高的效率以及良好的操作性,廣泛用于各種傳動行業,并期待它所帶來低耗電量。

DC電機(有刷電機)

在磁場中放置線圈,通過流動的電流,線圈會被一側的磁極排斥,同時被另一側磁極所吸引,在這種作用下不斷旋轉。在旋轉過程中通向線圈中的電流反向流動,使其持續旋轉,電機中換向器部分是靠電刷供電的,電刷的位置在換向器上方,隨著旋轉不斷移動。通過改變電刷的位置,可使電流方向發生變化,換向器和電刷是DC電機的旋轉所不可或缺的結構。

BLDC電機

BLDC電機中的“BrushLess”意為“無刷”,就是DC電機(有刷電機)中的電刷沒有了。電刷在DC電機(有刷電機)里扮演的角色是通過換向器向轉子里的線圈通電。BLDC電機采用永磁體來做轉子,轉子里是沒有線圈的,由于轉子里沒有線圈,所以不需要用于通電的換向器和電刷,取而代之的是作為定子的線圈。

DC電機(有刷電機)被固定的永磁體所制造出的磁場是不會動的,通過控制線圈(轉子)產生的磁場來旋轉,通過改變電壓來改變旋轉數。BLDC電機的轉子是永磁體,通過改變周圍的線圈所產生的磁場的方向使轉子旋轉,通過控制通向線圈的電流方向和大小來控制轉子的旋轉。

BLDC電機的優點

BLDC電機的定子上有三個以上線圈,每個線圈有兩根電線,電機中共有至少六根引出線。實際上,由于是內部接線,通常只需要三根線,但還是比先前所說的DC電機(有刷電機)要多出一根,靠連接電池的正負極是不會動的。高效率,可以控制回旋力(扭矩)始終保持最大值,DC電機(有刷電機)旋轉過程中最大扭矩只能保持一個瞬間,無法始終保持最大值。若DC電機(有刷電機)想要得到和BLDC電機一樣大的扭矩,只能加大它的磁鐵,這就是為什么小型BLDC電機也能發出強大力量的原因。良好的控制性,BLDC電機可以絲毫不差的得到你所想要的扭矩、旋轉數等,BLDC電機可以精確地反饋目標旋轉數、扭矩等,通過精確的控制可以抑制電機的發熱和電力的消耗。若是電池驅動,則能通過周密的控制,延長驅動時間。耐用,電氣噪音小,DC電機(有刷電機)由于電刷和換向器之間的接觸,長時間使用會有損耗,接觸的部分還會產生火花,尤其是換向器的縫隙碰到電刷時會出現巨大的火花和噪音。若不希望使用過程中產生噪音,會考慮采用BLDC電機。

BLDC電機的用途

高效率、多樣操控、壽命長的BLDC電機一般會用在哪些地方呢?往往被用于能夠發揮其高效率、壽命長的特點,被連續使用的產品中。例如:家電,最近電風扇中也開始采用BLDC電機,并成功促使消耗電力大幅度下降,因為效率高才讓消耗電力下降。通過變更控制系統,實現了旋轉數的大幅度上升。吸塵機體現了BLDC電機的良好控制性。作為重要存儲介質的硬盤,其旋轉部分也采用了BLDC電機。由于它是需要長時間運轉的電機,耐用性很重要。它還有極力抑制電力消耗的用途,高效率也和電力的低消耗有關。

結論

無刷電機比有刷直流電機具有許多優點,包括高扭矩重量比、扭矩更大(效率更高)、可靠性更高、噪音更低、壽命更長(無刷和換向器腐蝕)、消除換向器產生的電離火花,全面降低電磁干擾。由于繞組由外殼支撐,因此可以通過傳導進行冷卻,無需電機內部氣流進行冷卻,這反過來意味著電機的內部可以完全封閉,防止灰塵或其他異物進入。BLDC電機將會在小型機器人,在力量控制方面,BLDC電機更合適,若采用步進電機,像機器人手腕這樣的構造要固定在某個位置需要提供相當大的電流,BLDC電機,則能配合外力只提供所需的電力,從而抑制電力的消耗。BLDC電機還適用于無人機中,尤其是多軸機架的無人機,由于它是通過改變螺旋槳的旋轉數來控制飛行姿態的,因此能夠精密控制旋轉的BLDC電機很有優勢。

編輯:jq

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