直流无刷电机的工作原理
答案:电机将供应的电能转换为机械能。常用的电机类型很多,其中,无刷直流电机(BLDC)因为高效率及优异的可控性,而广泛用于各种应用中。相对于其他类型的电机,BLDC电机具有省电的优势。
当工程师面临设计电气设备以执行机械工作的挑战时,可能会思考如何将电信号转换为动能。而驱动器及电机就是能将电信号转换为运动的装置,使加诸于电机上的电能转换为机械能。
直流无刷电机(简称为 BLDC 电机)——虽然挂着“直流”的名号——实际上是一种三相电流同步电机:转子跟随旋转磁场运转,其运动与施加在绕组上的交流电压同步。这种电机类型之所以通常被称为“无刷直流电机”是因为,在许多应用中,该电机可以替换有刷直流电机(有刷直流或换向器式电机)。在有刷直流电机中,施加直流电压后,电机中的机械逆变器(电刷)会产生与转速无关的交流电。
配合电子驱动控制器(取代电刷的功能并将馈入的直流电转换为交流电),BLDC 电机可以实现与有刷直流电机相当的性能,而无需使用寿命有限的电刷。因此,BLDC 电机也被称为 EC(电子换向)电机,以便与包含电刷的机械换向电机进行区分。另外一个经常使用的术语是 PMSM,其中文全称是“永久磁铁型同步电机”。这里的“永久磁铁”用于与其他同步电机进行区分:其他同步电机依靠转子上的励磁绕组运转,而 BLDC 则处于永久励磁状态。换而言之,即使不给定子通电,电机转子也会通过永久磁铁产生磁场。
为了用于区分带有正弦感应电压(反电动势)的 PMSM 电机和带梯形感应电压的 BLDC 电机(见下文),PMSM 和 BLDC 这两个术语通常会并列出现。现在的大多数 BLDC 电机都具有正弦反电动势。