直流無刷電機(jī)的工作原理

　　一體化電機(jī)是一種特殊的電機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)，在現(xiàn)代電子設(shè)備制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。其中，無刷直流電機(jī)由電機(jī)本體和驅(qū)動(dòng)器組成，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。無刷電機(jī)是指沒有電刷和換向器（或集電環(huán)）的電機(jī)，又稱無換向器電機(jī)，使用頻率較高。本文將以直流無刷電機(jī)的工作原理為主題，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。

　　一、直流無刷電機(jī)（BLDC）工作原理

　　考慮以下在定子A、B和C中安裝三個(gè)繞組的步驟。讓用單個(gè)磁鐵替換轉(zhuǎn)子以使事情更容易理解。

　　當(dāng)電流通過線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，而磁場(chǎng)線的方向（即所得磁鐵的磁極）由電流方向決定。

　　根據(jù)這個(gè)概念，如果向線圈A發(fā)送電流，它將產(chǎn)生磁場(chǎng)并吸引轉(zhuǎn)子磁鐵。轉(zhuǎn)子磁鐵將有一個(gè)小的順時(shí)針偏移量，并與A對(duì)齊。

　　如果現(xiàn)在讓電流一個(gè)接一個(gè)地流過線圈B和C（按此順序），轉(zhuǎn)子磁鐵將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

　　為了提高效率，可以用一個(gè)線圈包裹相反的線圈，從而產(chǎn)生雙重吸引力。為了進(jìn)一步提高效率，兩個(gè)線圈可以同時(shí)通電，一個(gè)線圈吸引磁鐵，另一個(gè)線圈排斥磁鐵。第三個(gè)將在此期間閑置。

　　線圈A、B和C的六種不同組合可用于使轉(zhuǎn)子磁體旋轉(zhuǎn)3600圈，如下面的時(shí)序圖所示。

　　根據(jù)上面的示意圖（或浮動(dòng)），始終可以確保一相為正，一相為負(fù)，第三相閑置。根據(jù)上圖，有兩個(gè)開關(guān)階段，具體取決于霍爾傳感器的輸入。

　　二、直流無刷電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造

　　直流無刷電機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成的。定子通常采用鐵芯、線圈等材料制成，其內(nèi)部包括磁場(chǎng)傳感器和換向電路。而轉(zhuǎn)子則包括永磁體、轉(zhuǎn)子軸、循環(huán)器等部分。值得注意的是，直流無刷電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)相比，最大的區(qū)別在于它沒有通電的集電刷和旋轉(zhuǎn)的交流電機(jī)。

　　三、直流無刷電機(jī)的優(yōu)勢(shì)

　　由于無刷電機(jī)采用電子換向，因此與傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)相比具有許多優(yōu)勢(shì)

　　1.無磨損（由于沒有電刷）

　　2.高效率

　　3.更好的速度和扭矩特性

　　4.長(zhǎng)壽

　　5.運(yùn)行噪音小或無噪音

　　6.更高的速度

　　7.使用微處理器實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)或浮點(diǎn)控制器

　　然而，直流無刷電動(dòng)機(jī)也存在一些缺點(diǎn)。比如在高負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，容易出現(xiàn)失速現(xiàn)象；同時(shí)，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修難度較大，且成本較高。