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BLDC是直流無刷電機,與之相對的是直流有刷電機,兩者最大的區別就是一個有電刷,一個沒有電刷。電刷的作用是換相。直流無刷電機BLDC是怎麼旋轉的,下面透過和有刷電機的旋轉透過對比介紹一下。
直流有刷電機是如何旋轉的直流有刷電機由定子、轉子、換向器和電刷構成。其定子上有固定的磁極,在其轉子上有鐵芯和線圈,線圈的兩端與換向器相連。其旋轉原理如下:
當線圈中透過電流後,會產生磁場,該磁場被定子的磁極所驅動,同極性相互排斥,異極性相互吸引,如果持續改變線圈中電流的方向的話,那麼轉子所感應出磁場的磁極也會持續發生變化,那麼轉子就會在磁場的作用下一直轉動,而線圈中電流方向的改變可以透過電刷和換向器來實現。直流有刷電機的旋轉原理如下圖所示。
直流無刷電機BLDC是如何旋轉的直流無刷電機BLDC是由定子和轉子構成的,而轉子本身就是永磁體,定子上則裝有鐵芯和線圈,沒有了換向器和電刷。在給線圈通電後,線圈會產生磁場,該磁場與轉子的磁體相互作用,同極性排斥異極性吸引,只要按照順序改變線圈的通電次序就可以實現轉子的持續轉動。BLDC的結構如下圖所示。
以前在作BLDC電機驅動時,做過BLDC電驅的硬體電路設計和程式設計,以三相BLDC為例,具體介紹其旋轉原理。三相BLDC電機的三相分別為U,V,W,與之相對應的是三個定子上的線圈,三相電機在工作時需要透過6個節拍來改變線圈電流,這六個節拍其實就是每相線圈的通電順序。其中一個六節拍如下:
UW"→VW"→VU"→WU"→WV"→UV"。示意圖如下圖所示。而每次轉子的位置是透過霍爾訊號來確定的。
直流無刷電機BLDC的優勢與直流有刷電機相比,BLDC的優勢如下:
1.由於BLDC沒有了電刷和換向器,所以不存在電刷磨損的問題,大大提高了BLDC電機的使用壽命,壽命更長、不需要電刷的更換或者維護;
2.直流有刷電機電刷摩擦會發出比較大的噪音,而且會產生火花。而BLDC與之相比噪音更小也沒有火花更安全;
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BLDC電機是如何旋轉的,究竟有哪些優勢?
BLDC的意思是無刷直流,Brushless Direct Current ,因此BLDC電機就是無刷直流電機。
BLDC電機是如何旋轉的?
當帶有電流的導體置入磁場中,將得到一個力F加到它上邊,這個力的表示式F=BIL,其中B是磁場強度、I是導體中電流、L是導體的長度。
假如把這個載流導體放置於樞軸上,也就是磁場中心,於是產生電磁轉矩。那麼磁鐵的南北極之間的間隙磁通與載流導體產生的磁通相互吸引,則產生了扭矩。想要載流導體繼續以相同方向旋轉,只要導體達到靜止位置的時候改變電流方向即可,即稱之為換相。可是BLDC電機的驅動器時刻需要電機的位置資訊,目的是為了調整扭矩,確保換相順序正確且及時。BLDC電機的應用究竟有哪些優勢?
BLDC電機被譽為21世紀最有發展前途及廣泛應用前景的電子控制電機。
它受到青睞,不僅功率小還可控。有些執行效率高、執行過程比較安靜且執行穩定、結構緊湊、後期維護保養成本低、而且還有特明顯的高可靠性。
與傳統的相比較,BLDC電機去掉傳統電機用於換相的電刷,因此也杜絕了因電刷磨損而導致電機效能變差。假如在規定引數內工作,其使用壽命高達上萬小時,甚至更長。也就是前面說的後期維護保養成本低的主要原因之一。
BLDC電機的應用現在也非常的廣泛,例如家用電器、工業自動化控制領域、汽車行業等。作為消費者,肯定希望的是低功耗、高效能、工作時噪音低、使用便捷,也是電機不斷向前邁進的動力,很顯然傳統電機肯定在如今是滿足不了消費者這樣的的要求。