BLDC即無刷電機(jī)，說起無刷電機(jī)，可能很多人是在購買電動(dòng)車的時(shí)候才知道的。

近幾年提到無刷電機(jī)，可能又會(huì)讓人想起那個(gè)叫李紅濤的，甚至被某些人叫為“無刷電機(jī)之父”的男人的傳奇故事。要不是去了解了一下無刷電機(jī)的發(fā)展史，但從那些文章和視頻給人的認(rèn)知，我?guī)缀蹙拖嘈帕藦乃陌l(fā)明出現(xiàn)才有了無刷電機(jī)。

其實(shí)在百年前，用整流管代替有刷直流電機(jī)的機(jī)械碳刷的想法就已經(jīng)被提了出來，但礙于技術(shù)水平，想法并沒有成為現(xiàn)實(shí)。直到1955年，美國人d.harrison等人首次申請了用晶體管換向線路代替有刷直流電機(jī)機(jī)械碳刷的專利，才標(biāo)志著現(xiàn)代無刷電機(jī)的誕生。在國內(nèi)，關(guān)于無刷電機(jī)的研制工作開始于70年代初期，比國外晚了幾十年，所以目前國內(nèi)的無刷電機(jī)發(fā)展水平和國外相比還有著不著的距離。

傳奇故事的主角出生于1966年，顯然不可能是什么“無刷電機(jī)之父”。他當(dāng)時(shí)申請的專利是無刷電勵(lì)磁電機(jī)，至于有沒有得到應(yīng)用不得而知，人才是個(gè)人才，只不過被渲染得有點(diǎn)太過了。

好了，言歸正傳，今天我們就一起了解一下直流無刷電機(jī)吧。

無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

無刷直流電機(jī)是一種由電動(dòng)機(jī)主體和控制器器組成的機(jī)電一體化產(chǎn)品。單純的電動(dòng)機(jī)主體是無法直接接入直流電運(yùn)轉(zhuǎn)的，無刷電機(jī)可以說是個(gè)系統(tǒng)，不像我們其他類型的電機(jī)可以以電機(jī)個(gè)體出現(xiàn)，它的每次應(yīng)用都必須伴隨無刷控制器。

無刷電機(jī)也分為內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)和外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)。下面以內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)為例做一下說明。

無刷電機(jī)的電動(dòng)機(jī)的定子繞組是三相對稱星形接法的繞線繞組，結(jié)構(gòu)和三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組相似；轉(zhuǎn)子是永磁體轉(zhuǎn)子。這里了解下無刷電機(jī)轉(zhuǎn)子的大致結(jié)構(gòu)，

轉(zhuǎn)子并不是一整個(gè)的磁體，而是一片片的磁瓦貼合而成的。在電機(jī)主體內(nèi)部還有位置感應(yīng)裝置，以便給控制器提供轉(zhuǎn)子和定子的相對位置信號。經(jīng)常使用電動(dòng)車的朋友，應(yīng)該會(huì)知道這點(diǎn)，霍爾線斷掉，電機(jī)就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)了。

無刷電機(jī)的控制器由集成電路和功率器件組成，可以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、調(diào)速、制動(dòng)等等。

無刷電機(jī)工作原理

無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)利用的是磁場同性相斥、異性相吸的原理工作的。

在轉(zhuǎn)子磁極確定的情況下，通過控制器改變無刷電機(jī)定子線圈上各相的通斷、電流方向、頻率等，在轉(zhuǎn)子線圈周圍形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場。磁場帶動(dòng)轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。簡單原理圖如下：

無刷電機(jī)控制器輸入的是直流電，但輸入定子線圈的是通過調(diào)速器轉(zhuǎn)變而成的方波三相交流電。

對定子繞組的換流是通過電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的位置傳感器檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并把位置信號傳回控制器，由控制器通過控制功率開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)的。

也就是說無刷電機(jī)轉(zhuǎn)不轉(zhuǎn)、怎么轉(zhuǎn)，無刷控制器說了算。

無刷電機(jī)的應(yīng)用

直流無刷電機(jī)與三相異步電動(dòng)機(jī)有著十分相似的結(jié)構(gòu)，可以說，直流無刷電機(jī)就是以電子方式控制交流電機(jī)換相，從而達(dá)到類似直流電機(jī)特性又沒有直流電機(jī)結(jié)構(gòu)缺陷的應(yīng)用。這些年，異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速繞不開的問題就是轉(zhuǎn)矩問題，無刷電機(jī)在這方面有著明顯的優(yōu)勢。

我們現(xiàn)在了解和接觸到的無刷電機(jī)大多數(shù)是小功率的。現(xiàn)在的一些電動(dòng)工具和家電等，已經(jīng)使用無刷電機(jī)替換掉原來的有刷電機(jī)。目前無刷電機(jī)已經(jīng)可以做到幾十、幾百千瓦，在航模、醫(yī)療器械、家電、電動(dòng)車等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
責(zé)任編輯人：CC