固定磁場無刷電機(jī)的工作原理

固定磁場無刷電機(jī)即電機(jī)運(yùn)行時(shí)定子為固定磁場的無刷直流電機(jī)。

一般的無刷直流電機(jī)本質(zhì)上屬于伺服電機(jī)，由同步電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，是變頻調(diào)速電機(jī)。變壓調(diào)速的無刷直流電機(jī)是真正意義上的無刷直流電機(jī)，它由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子由鐵心構(gòu)成，線圈采用“順-逆-順-逆……”繞組，由此產(chǎn)生N-S群的固定磁場，轉(zhuǎn)子由一個(gè)圓柱體磁鐵構(gòu)成（中間帶軸），或由電磁鐵加集電環(huán)組成，此無刷直流電機(jī)可以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，但不能控制方向，無論怎么說，本電機(jī)都是一項(xiàng)非常有意義的發(fā)明。

當(dāng)作為一個(gè)直流發(fā)電機(jī)，本發(fā)明可以產(chǎn)生連續(xù)振幅的直流電流，從而避免使用濾波電容器，轉(zhuǎn)子可以是永磁、有刷勵(lì)磁或無刷勵(lì)磁。當(dāng)作為大型電機(jī)時(shí)，本電機(jī)會(huì)產(chǎn)生自感，需要采用保護(hù)裝置。

固定磁場無刷電機(jī)的工作原理基于永磁體和繞組之間的相互作用。它采用永磁體產(chǎn)生恒定的磁場，通過電子控制器依次通斷繞組中的電流，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)子按照一定規(guī)律進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體來說，固定磁場無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子由若干個(gè)磁極和繞組交替組成。其中，固定不動(dòng)的永磁體稱為定子，繞在定子上的線圈稱為繞組；可旋轉(zhuǎn)的部分稱為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上也安裝有若干個(gè)磁極和繞組。定子和轉(zhuǎn)子之間的空隙非常小，一般只有幾個(gè)微米，這樣可以保證電機(jī)的高效率和高性能。

當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，電子控制器會(huì)按照一定的順序依次通斷繞組中的電流。當(dāng)某一繞組中通電時(shí)，會(huì)在定子上產(chǎn)生一定的磁場，這個(gè)磁場會(huì)與轉(zhuǎn)子上的磁極相互作用，產(chǎn)生一定的力矩，使得轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)。接下來，電子控制器會(huì)依次切換繞組中的電流，使得轉(zhuǎn)子持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子上的磁極和繞組的位置關(guān)系按照一定規(guī)律變化，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的高效轉(zhuǎn)動(dòng)。

與傳統(tǒng)的交流異步電機(jī)相比，固定磁場無刷電機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn)，如高效率、高轉(zhuǎn)矩密度、寬轉(zhuǎn)速范圍、低噪音等。因此，它在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如電動(dòng)工具、機(jī)器人、電動(dòng)車、空調(diào)、家電等。