BLDC电机优越性

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1、节能减排电机的选择-直流无刷电机东方马达中国总公司朱华摘要：当今的国内工控业界人士，对于马达通常有这样一种观点：低端马达使用AC异步交流电机，高端马达采用伺服电机。实际上国内的马达应用存在一种跳级现象，即从AC异步交流电机直接跳到了伺服电机，而中间的直流无刷电机往往被人们忽略掉。无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC。直流无刷电机的特有的高效率、低发热等特性和优点，正切合了国家的节能减排的要求。通过与其他电机的一些比较，我们可以更加直观的看出这些特性，进而方便工程师在选用电机的时候选择最适合的电机而不是最贵的电机。关键词：无刷直

2、流电机  节能减排伺服电机AGV1无刷直流电动机的发展演变及在国内工控业界的应用现状在国外，电机大致沿着AC交流异步电机—→直流无刷电机—→步进电机—→伺服电机这样的演变流程在发展。因此对于各种电机的特性，国外的工程师往往比较了解，电机的采用主要根据最适合现场的标准来选择。我国的工业自动化，在改革开放后飞速发展起来。在90年代，伺服电机就已经被引入国内，广大的工控人士得以直接接触到了电机的最高端类型伺服电机。而在改革开发之前，我国工控业界马达使用类型较为单一，绝大部分的工程师都只知道和使用AC交流异步电机。中间类型的步进电机和直流无刷电机还没有来得及接触就应用到了伺服电机，马达的中间类型存在着

3、一定的真空段，我们称这种现象叫做跳级。而实际应用中，很多场合使用直流无刷电机不仅成本下降较多，而且效果还不错，控制也相对伺服电机简单。提到直流无刷电机，那么就不得不提直流有刷电机。这里的“刷”实际上就是指“碳刷”，最早的直流电机都是带有“碳刷”的。碳刷是直流有刷电机中的关键性部件，主要起到电流的换向作用。然而其缺点也是较为突出：碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉，因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。而且碳刷存在磨耗问题，需要定期的更新碳刷，维护不方便。伴随着半导体工业的发展，使用电子换向的直流无刷电机应运而生。随着微处理机速度亦越来越快，人们可以将控制电机必需的功能做在芯片中

4、，而且体积越来越小。像模拟/数字转换器(Analog-to-digitalconverter，ADC)、脉冲宽度调制(pulsewidemodulator，PWM)…等。直流无刷电机即是以电子方式控制交流电换相，得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。从目前直流电机的发展趋势来看，直流有刷电机逐步被淘汰，直流无刷电机成为直流电机的主流。2无刷直流电动机简介直流无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响：N=120*f/P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率f就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制

5、(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。无刷直流电动机是一种无级变速电机，它由一台同步电机和一组逆变桥所组成。它具有直流电机那样良好的调速特性，但是由于没有换向器，因而可做成无接触式，具有结构简单、制造方便、不需要经常性维护等优点，是一种理想的调速电机。无刷直流电动机的构造一般是内藏检测转子位置用的磁气元件（霍尔IC）或光学编码器。由此位置传感器向驱动电路发出信号。电动机线圈是3相星形结线。另外，转子使用永久磁钢。检测用的磁性元件是一般使用霍

6、尔IC，个别高档的直流无刷电机使用编码器。霍尔IC固定在定子的内侧，一般安装有3个，转子转动时，即从霍尔IC输出数字信号。外形及内部构造：3-无刷直流电动机的工作原理直流无刷驱动器包括电源部及控制部如下图：电源部提供三相电源给电机，控制部则依需求转换输入电源频率。电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电(110V/220V)，如果输入是交流电就得先经转换器转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由变频器转成3相电压来驱动电机。变频器一般由6个功率晶体管组成。6个功率晶体管连接着电机，作为控制流经电机线圈的开关。要让电机转动起来，首先控制部就必须根据霍尔I

7、C感应到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器中功率晶体管的顺序，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到霍尔IC感应出另一组信号的位置时，控制部又再开启下一组功率晶体管，如此循环电机就可以同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管；要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。基