對(duì)比有刷 無刷直流電機(jī)的原理

無刷直流電機(jī)是在有刷直流電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，就它們內(nèi)部發(fā)生的電磁過程來說，本質(zhì)上無多大差別。因此，下面先介紹一下有刷直流電機(jī)的工作原型里。

有刷直流電機(jī)主要由靜止部分磁極體、轉(zhuǎn)動(dòng)部分電樞以及電刷和換向器等組成，如圖1所示。圖中，N、S為磁極體，線圈abed組成電樞，電刷A、B和換向片Ⅱ組成機(jī)械換向機(jī)構(gòu)。

當(dāng)接上電源后，電流I從電刷A流進(jìn)去，經(jīng)過換向片I、線圈abed至換向片Ⅱ，然后由電刷B流出。根據(jù)畢奧·薩伐爾定律：如果磁場(chǎng)中有一載流導(dǎo)體，且導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向相互垂直，則作用在載流導(dǎo)體上的電磁力應(yīng)為／ ＝ IBι，，其中，I為流過導(dǎo)體的電流；B為磁通密度；ιa為載流導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度。這個(gè)力形成了作用在線圈上的電磁轉(zhuǎn)矩。根據(jù)左手定則，線圈在這個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，將按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)載流導(dǎo)體轉(zhuǎn)過180°電角度后，電流I還是從電刷A進(jìn)去，經(jīng)由換向片I、線圈dcbca，至換向片Ⅱ，最后仍從電刷B流出。

可見，在有刷直流電機(jī)中，就是借助電刷一換向片，使得在某一磁極下，雖然導(dǎo)體在不斷更替，但只要外加電壓的極性不變，則導(dǎo)

體中流過的電流方向始終不變，作用在電樞上的電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終不變，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向也始終不變，這就是有刷直流電機(jī)的機(jī)械換相過程。

在無刷直流電機(jī)中，借助反映主轉(zhuǎn)子位置的位置傳感器的輸出信號(hào)，通過電子換相線路去驅(qū)動(dòng)與電樞繞組連接的相應(yīng)的功率開關(guān)器件，使電樞繞組依次饋電，從而在定子上產(chǎn)生跳躍式的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，位置傳感器不斷地送出信號(hào)，以改變電樞繞組的通電狀態(tài)，使得在某一磁極下導(dǎo)體中的電流方向始終保持不變，這就是無刷直流電機(jī)的玩接觸式換相過程，圖2為無刷直流電機(jī)工作原理框圖。

有刷直流電機(jī)的原理圖

無刷直流電機(jī)工作原理框圖

應(yīng)該指出，在無刷直流電機(jī)中，電樞繞組和相應(yīng)的功率開關(guān)器件的數(shù)目不可能很多，所以與有刷直流電機(jī)相比，它產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)比較大。

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