无刷直流电机的应用及特点

无刷直流电机是随着半导体电子技术发展而出现的新型机电一体化电机，它是现代电子技术、微电子技术、控制理论和电机技术相结合的产物。

有刷直流电机通过电刷、换向器与转动的电枢与电源相连接，实现电源的“整流”和“逆变”的功能。由于有刷直流电机存在换向器的摩擦损耗、精度低、噪声大、换向过程会产生电火花危害和电磁兼容干扰不可避免等弱点，随着电力电子技术和永磁材料的普及和发展，替代有刷电机的新型无刷直流电机应运而生。

无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，无刷电机的换向模式分为方波和正弦波驱动，无刷直流电机由电机本体、电子转换线路和位置传感器构成。“换向功能”由永磁体转子、多极绕组定子和位置传感器等组成。无刷直流电动机的外观和原理图如图3-19和图3-20所示。

图3-19 无刷直流电动机外观(www.xing528.com)

图3-20 无刷直流电动机原理图

位置传感器按转子位置的变化沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流，即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机，霍尔元件、磁敏二极管、磁敏电阻器或专用集成电路等磁敏传感器件安装在定子组件上，用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。采用光电式位置传感器的无刷直流电动机，在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件，转子上装有遮光板，光源为发光二极管，转子旋转时，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件将会产生一定频率的脉冲信号。采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机，是在定子组件上安装有耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等电磁传感器部件，当永磁体转子位置发生变化时，电磁效应将使电磁传感器产生幅值随转子位置而变化的高频调制信号。