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無刷電機結構解析和簡介及無刷電機工作原理詳解-KIA MOS管

信息來源：本站　日期：2018-10-08　

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無刷電機簡介

電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。電動機的轉子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉子的極性，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調整轉速；提供保護和顯示等等。

近三十年來針對異步電動機變頻調速的研究，歸根到底是在尋找控制異步電動機轉矩的方法，稀土永磁無刷直流電動機必將以其寬調速、小體積、高效率和穩(wěn)態(tài)轉速誤差小等特點在調速領域顯現(xiàn)優(yōu)勢。

無刷直流電機因為具有直流有刷電機的特性，同時也是頻率變化的裝置，所以又名直流變頻，國際通用名詞為BLDC。無刷直流電機的運轉效率、低速轉矩、轉速精度等都比任何控制技術的變頻器還要好，所以值得業(yè)界關注。無刷電機在我國的發(fā)展時間雖短，但是隨著技術的日益成熟與完善得到了迅猛發(fā)展。已在航模、醫(yī)療器械、家用電器、電動車等多個領域得到廣泛應用，并在深圳、長沙、上海等地形成初具規(guī)模產(chǎn)業(yè)鏈。如深圳偉業(yè)電機、長沙科達等一批專業(yè)廠商，在技術上不斷推進行業(yè)發(fā)展。近幾年來，無刷電機成為在模型領域里快速發(fā)展的一種動力。由于產(chǎn)量和價格的原因，過去幾年無刷電機多使用在中高檔航空模型中，現(xiàn)在由于機械加工技術的快速發(fā)展，無刷電機的生產(chǎn)成本下降許多，目前它正進入模型領域的各個層面，從電動遙控車到電動遙控船再到電動模型飛機，無處不在。

結構解析

無刷電機從結構上，無刷電機和有刷電機有相似之處，也有轉子和定子，只不過和有刷電機的結構相反；有刷電機的轉子是線圈繞組，和動力輸出軸相連，定子是永磁磁鋼；無刷電機的轉子是永磁磁鋼，連同外殼一起和輸出軸相連，定子是繞組線圈，去掉了有刷電機用來交替變換電磁場的換向電刷，故稱之為無刷電機（Brushless motor），那現(xiàn)在就有問題了，沒有了電磁場的變換，如何讓無刷電機轉動呢？

簡單而言，依靠改變輸入到無刷電機定子線圈上的電流波交變頻率和波形，在繞組線圈周圍形成一個繞電機幾何軸心旋轉的磁場，這個磁場驅動轉子上的永磁磁鋼轉動，電機就轉起來了，電機的性能和磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強度、電機輸入電壓大小等因素有關，更與無刷電機的控制性能有很大關系，因為輸入的是直流電，電流需要電子調速器將其變成3相交流電，還需要從遙控器接收機那里接收控制信號，控制電機的轉速，以滿足模型使用需要。總的來說，無刷電機的結構是比較簡單的，真正決定其使用性能的還是無刷電子調速器，好的電子調速器需要有單片機控制程序設計、電路設計、復雜加工工藝等過程的總體控制，所以價格要比有刷電機高出很多。

無刷電機工作原理

電機內(nèi)部霍耳傳感器的正電源線即紅線一般接5－12v直流電。而以5V居多。

霍耳的信號線傳遞電機里面磁鋼相對于線圈的位置，根據(jù)三個霍耳的信號控制器能知道此時應該如何給電機的線圈供電（不同的霍耳信號，應該給電機線圈提供相對應方向的電流），就是說霍耳狀態(tài)不一樣，線圈的電流方向不一樣。

二，無刷電機的運行原理

霍耳信號傳遞給控制器，控制器通過電機相線（粗線，不是霍耳線）給電機線圈供電，電機旋轉，磁鋼與線圈（準確的說是纏在定子上的線圈，其實霍耳一般安裝在定子上）發(fā)生轉動，霍耳感應出新的位置信號，控制器粗線又給電機線圈重新改變電流方向供電，電機繼續(xù)旋轉（線圈和磁鋼的位置發(fā)生變化時，線圈必須對應的改變電流方向，這樣電機才能繼續(xù)向一個方向運動，不然電機就會在某一個位置左右擺動，而不是連續(xù)旋轉），這就是電子換相。

如圖所示

無刷電機工作原理