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有刷直流电机是什么您弄得清楚吗?

作者: 深圳顺力电机发表时间:2022-05-18 10:23:14浏览量:277

BLDC(brushless DC electric motor)全称是无刷直流电机。在介绍BLDC之前,这里就不得不说一下有刷直流电机,然后带着问题再看什么是直流无刷电机。 结构 有刷直流电机发明于 19 世纪,现在应用仍然很普...

BLDCbrushless DC electric motor)全称是无刷直流电机。在介绍BLDC之前,这里就不得不说一下有刷直流电机,然后带着问题再看什么是直流无刷电机。

 

结构

 

有刷直流电机发明于 19 世纪,现在应用仍然很普遍,相比较于无刷直流电机,它的结构会更加复杂,通常电机内部结构的组件都包括转子和定子;

 

转子就是旋转的;

定子就是固定的;

 

然后其中一个可能是永磁体,就是那种加入稀土等材料然后可以保持长期磁性的物质;

 

而另一个就是线圈绕组,经过交变电流之后,会产生变化的磁场,从而推动电机的转子进行旋转。

 

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原理

 

小时候拆过的小伙伴请举手,好,言归正传,下面是一个简单的两极有刷直流电机的模型,我们来简单分析一下它的旋转原理;

 

状态一

 

首先这里的转子是励磁绕组,正如前面提到的,就是线圈绕组,但是它如何通过交变电流呢,正是通过这个换向器,假设我们给线圈通电,这时候会在电枢周围产生磁场。由于同极相斥,电枢的左侧被推离左侧,电枢的右侧被拉向右侧,从而导致转子旋转。

 

这里电枢是转子,而永磁体是定子,其中用蓝色表示N极,红色表示S极;

 

状态二

 

电枢继续旋转。当电枢与水平垂直时,即电枢产生的磁场与永磁体产生的磁场垂直,换向器反转改变了通过线圈的电流方向,使磁场反转。因此转子可以继续旋转。

 

状态三

 

重复以上过程,转子就开始旋转了。

 

旋转过程

 

如果我们换一个更大的电池(电压更高),这个线圈可能会转的更快。

 

线圈旋转

 

所以有刷直流电机可以很简单地转动起来,因为电机内部已经帮你做好了换向的工作,所以通常可以进行升压和降压调速,通常这里的做法是PWM,加上功率元器件,实现弱电控制强电,这有一部分属于电力电子的范畴了。

 

最常经常使用的就是H桥驱动电路了,可以简单的控制电机的正转和反转,还能通过控制PWM的占空比进行调速。

 

H桥电路

 

有刷直流电机虽然换相简单,控制简单,但是结构相对复杂,并且在换相的时候,容易产生火花。

 

大家想象一下,把插头插入插座的时候,是不是会产生火花?是的,就是这种换相开关瞬间产生的火花,可能会损坏电刷,所以它的维护成本就直线上升了。

 

好了,差不多搞清楚直流有刷电机之后,可以看看直流无刷电机到底和它有什么相同和不同的地方呢?

 

无刷直流电机

 

直流无刷电机从结构上,比直流有刷电机少了电刷和换向器,所以内部结构无法自己完成换相的操作,因此就需要外部驱动信号进行换向。

 

这里我们还是从内部结构作为切入点,对其驱动时序进行分析,结果就会变得清晰起来。

 

下节跟大家说说有刷直流电机的结构吧~

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