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什(shén)麽是(shì)無刷直流電(diàn)機(jī)？
2020-04-25 15:20 佚名
無刷直流電(diàn)動機(jī)是(shì)拆下(xià)電(diàn)刷和(hé)換向器(qì)的(de)電(diàn)動≥機(jī)之一(yī)，這(zhè)是(shì)直流電(diàn)動機(jī)的(de)缺點。它的(de)特點是(shì)∏：（1）永磁場(chǎng)型更換直流電(diàn)機(jī)（定子(zǐ)側）和(hé)電(diàn)樞繞組（轉子(zǐ)側）的(de)磁場(chǎng)永磁體(tǐ)，将永磁體(t ǐ)放(fàng)置在轉子(zǐ)側，電(diàn)樞繞組放(fàng)在定子(zǐ)側。
（2）代替由于換向器(qì)位置的(de)變化(huà)而使用(yòng)電(diàn)刷進行(xíng)通(tōng)電(diàn)切換，使用(yòng)霍爾元件(jiδàn)來(lái)檢測轉子(zǐ)位置信号并反饋到(dào)逆變器(qì)以控制(zhì)通(tōng)電(diàn)這(zhè)↓是(shì)一(yī)種無刷直流電(diàn)機(jī)。圖1.7顯示了(le)無刷直流電(diàn)機(jī♦)的(de)系統配置。
由于來(lái)自(zì)逆變器(qì)的(de)驅動電(diàn)壓是(shì)交流電(diàn)，因此有(yǒu)理(lǐ)由将該電(diàn)動機(γjī)分(fēn)類為(wèi)交流電(diàn)動機(jī)，作(zuò)為(wèi)由交流電(diàn)驅動的(de)≈永磁型同步電(diàn)動機(jī)。但(dàn)是(shì)，在本書(shū)中，我們将其視(shì)為(wèi)無刷直流電(diàn)機(jī)，這(>zhè)是(shì)一(yī)個(gè)獨立的(de)領域。
由于旋轉原理(lǐ)類似于DC電(diàn)機(jī)的(de)旋轉原理(lǐ)，因此扭矩（扭矩）和(hé)速度之間(jiān)的(de)關系幾乎與DC電∏(diàn)機(jī)的(de)關系相(xiàng)同。
保持了(le)DC電(diàn)動機(jī)的(de)優異可(kě)控性，并且由于與DC電(diàn)動機(jī)相(xiàng)比δ沒有(yǒu)電(diàn)刷，因此在電(diàn)磁噪聲和(hé)壽命方面是(shì)有(yǒu)利的(de)，高(gāo)效且節能(néng)，并且具有(yǒu)高(g≥āo)度的(de)設計(jì)自(zì)由度。有(yǒu)各種功能(néng)，如(rú)易于嵌入設計(jì)。因此，它已經廣泛用(yòng)于諸如(rú)冰箱和(hé)洗衣機(jī)之類的(αde)家(jiā)用(yòng)電(diàn)器(qì)以及諸如(rú)HDD（硬盤驅動器(qì)）和(hé)CD-ROM驅動器(qì)之類的(de)信息設✘備。
在無刷直流電(diàn)動機(jī)的(de)出現(xiàn)和(hé)發展過程中，分(fēn)布式繞組被用(yòng)作(zuò)初始定子(zǐ)繞組，但(dàn)最近"(jìn)它是(shì)集中繞組。有(yǒu)關分(fēn)布式卷和(hé)集中卷，請(qǐng)參閱“分(fēn)布式卷和(hé)∏濃縮卷”一(yī)欄。
另外(wài)，由于轉子(zǐ)上(shàng)永磁體(tǐ)安裝方法的(de)不(bù)同，（1）表面永磁體(tǐ)（SPM）
（2）內(nèi)部永磁體(tǐ)（IPM）
它被分(fēn)類為(wèi)。表面磁鐵(tiě)類型：SPM是(shì)一(yī)種永久磁鐵(tiě)連接到(dào)轉子(zǐ♠)外(wài)周的(de)類型（見(jiàn)圖1.8）。
圖1.8（右）顯示了(le)嵌入式磁體(tǐ)類型的(de)橫截面結構：IPM 。在IPM類型中，各種結構可(kě)用(yòng)于嵌入永磁體(tǐ)。IPM型結構的(de)目的(de)是(s₹hì)降低(dī)磁鐵(tiě)被離(lí)心力剝離(lí)的(de)風(fēng)險，并積極使用(yòng)磁阻轉矩（參見(jiàn♥)下(xià)面的(de)開(kāi)關磁阻電(diàn)動機(jī)部分(fēn)）。
為(wèi)了(le)檢測SPM和(hé)IPM的(de)磁極位置，還(hái)存在一(yī)種根據是(shì)否使用(yòn∞g)或省略諸如(rú)霍爾元件(jiàn)和(hé)旋轉編碼器(qì)的(de)傳感器(qì)進行(xíng)分(fēn)類的(de)方法（無傳感器(qì)驅動）。
當無刷直流電(diàn)動機(jī)作(zuò)為(wèi)緻動器(qì)安裝時(shí)，電(diàn)動機(jī)本體(tǐ)，驅動逆變器(qì)及其控制(zhì)電(d✔iàn)路(lù)以極其緊湊的(de)方式組合。一(yī)個(gè)例子(zǐ)如(rú)圖1.9所示。
圖1.7使用(yòng)逆變器(qì)的(de)無刷直流電(diàn)機(jī)配置圖微(wēi)處理(lǐ)器(qì)/專用(yòng)邏輯電(diàn)路(αlù)
圖1.8表面磁鐵(tiě)型（SPM）（左）和(hé)嵌入式磁鐵(tiě)（IPM）（右）的(de)橫 截面結構示例IPM型用(yòng)于防止磁鐵(tiě)因離(lí)心力而剝落并主動使用(yòng)磁阻轉矩。≠
圖1.9內(nèi)置于筆(bǐ)記本電(diàn)腦(nǎo)的(de)PC卡中的(de)無刷電(diàn)機(jī)（由Nidec Corporation制(zhì)造）
電(diàn)機(jī)本身(shēn)的(de)厚度為(wèi)2 mm轉換器(qì)和(hé)γ逆變器(qì)轉換器(qì)a.有(yǒu)些(xiē)設備可(kě)将單相(xiàng)或三相(xiàng)交流電(diàn)轉換為(wèi)直流電(diàn)。為(wèi)此，使用(yòng)稱為(wèi)二極管，晶閘管或晶體(tǐ)管的(de)半導體(tǐ)元件(jiàn)。
b.這(zhè)被稱為(wèi)整流器(qì)或轉換器(qì)。
c.輸出功率為(wèi)30kW的(de)大(dà)型直流電(diàn)機(jī)通(tōng)常使用(yòn¶g)轉換器(qì)進行(xíng)轉向，但(dàn)小(xiǎo)型直流電(diàn)機(jī)也(yě)可(kě)以通(tōng)過轉換器(qì)進行(xíng)轉動Ω。
逆變器(qì)a.相(xiàng)反，存在将直流電(diàn)轉換為(wèi)三相(xiàng)交流電(diàn)的(de)裝置。這(zhè)被稱為(wèi)逆≈變器(qì)。
b.在最近(jìn)的(de)冰箱和(hé)室內(nèi)空(kōng)調中，電(diàn)動機(jī)由逆變器(qì)驅動以驅動壓縮機(jī)。
c.家(jiā)用(yòng)空(kōng)調變頻(pín)器(qì)用(yòng)轉換器(qì)将單相(xiàng)交>流電(diàn)轉換成直流電(diàn)，然後用(yòng)變頻(pín)器(qì)将電(diàn)機(jī)轉換成三相(xiàng)交流電(diàn)。這(zhè)看(kàn§)起來(lái)很(hěn)麻煩，但(dàn)有(yǒu)理(lǐ)由證明(míng)這(zhè)一(yī)點。
分(fēn)布式集中繞組圖1.10顯示（a）4極和(hé)（b）8極，帶24槽定子(zǐ)。然而，最近(jìn)已經避免了(le)<通(tōng)過切換線圈連接來(lái)改變極數(shù)的(de)方法，因為(wèi)其性能(néng)不(bù)如(rú)複雜(zá)的(de)。
另一(yī)方面，如(rú)圖1.11所示，盡管插槽數(shù)量很(hěn)少(shǎo)，>但(dàn)6線圈集中繞組定子(zǐ)具有(yǒu)（a）2極，（b）4極和(hé)（c）8極電(diàn)機¥(jī)，這(zhè)取決于連接。
圖1.10分(fēn)布式繞組定子(zǐ)和(hé)24個(gè)極可(kě)以有(yǒu)不(bù)同數(shù)量的(de)極點。這(zhè)裡(lǐ)，（a）4極繞組和(hé)（b）8極¥繞組。
圖1.16 6線圈集中繞組定子(zǐ)和(hé)極數(shù)盡管槽數(shù)較少(shǎo)，但(dàn)（a）2極，（b）4極β和(hé)（c）8極電(diàn)機(jī)通(tōng)過接線連接。
在該圖中，電(diàn)流僅施加到(dào)兩個(gè)U相(xiàng)線圈。（B）和(hé)（c ）表示相(xiàng)同的(de)連接，但(dàn)根據轉子(zǐ)磁極的(de)數(shù)量，它可(kě)以使用(yòng)4或8極。但(dàn)是(shì')，6極電(diàn)機(jī)很(hěn)難。
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