直流無刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是什么？

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一、直流無刷電機(jī)優(yōu)點(diǎn)

直流無刷電機(jī)因其使用壽命長、可靠性高，被廣泛應(yīng)用于汽車、數(shù)控、航空航天等行業(yè)。那么它的具體優(yōu)勢是什么?

1、無刷直流電機(jī)具有低壓特性好、轉(zhuǎn)矩過載特性強(qiáng)、啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小等優(yōu)點(diǎn)。

2、直流無刷電機(jī)效率高，面積大，功率和轉(zhuǎn)矩密度高，功率因數(shù)(COSΦ)接近1，系統(tǒng)效率>90%，永磁直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)子在任何情況下同步運(yùn)行，交流變頻電機(jī)為變頻調(diào)速，直流無刷電機(jī)為調(diào)速變頻，電機(jī)同步運(yùn)行，轉(zhuǎn)子無銅損無鐵損。

3、目前無刷直流電機(jī)的永磁體大多采用磁能積高的稀土釹鐵硼材料。因此，稀土永磁無刷電機(jī)的體積比同等容量的三相異步電機(jī)小一號。

4、由于直流無刷電機(jī)具有直流有刷電機(jī)的特點(diǎn)，而且驅(qū)動器也是一種頻率變化的裝置，故又稱直流變頻。直流無刷電機(jī)的運(yùn)行效率、低速轉(zhuǎn)矩、調(diào)速精度優(yōu)于任何控制技術(shù)。直流無刷電機(jī)采用自控方式運(yùn)行，不會像同步電機(jī)那樣在變頻調(diào)速下重載啟動時在轉(zhuǎn)子上加啟動繞組，也不會在負(fù)載時引起振蕩和振動。

5、調(diào)速范圍廣，電機(jī)可在低、中、高速范圍內(nèi)運(yùn)行。

6、超載能力強(qiáng)，滿足車輛堵車需要。再生制動效果好，當(dāng)汽車下坡或剎車時，電機(jī)可以完全進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀態(tài)給電池充電，同時起到電制動作用，減輕機(jī)械制動的負(fù)擔(dān)。電機(jī)體積小、重量輕、比功率大，可有效減輕重量，節(jié)省空間。

7、電動機(jī)控制系統(tǒng)比異步電動機(jī)更簡單。

8、電機(jī)無機(jī)械換向器，采用全封閉結(jié)構(gòu)，防止灰塵進(jìn)入電機(jī)，可靠性高。

直流無刷電機(jī)配備相應(yīng)的直流電機(jī)調(diào)速器才能工作，成本相對高于有刷電機(jī)。盡管成本高，但由于其他優(yōu)點(diǎn)，它仍然在各個行業(yè)中流行。

二、直流無刷電機(jī)無傳感器磁場導(dǎo)向控制技術(shù)

在這部分，我們主要來了解一下直流無刷電機(jī)無傳感器磁場導(dǎo)向控制技術(shù)。

用于控制 BLDC 馬達(dá)的傳統(tǒng)方法采用的是驅(qū)動定子的六步過程，由此在產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩上產(chǎn)生脈動。所謂的「六步方波」過程采用霍爾效應(yīng)傳感器來檢測 BLDC 馬達(dá)中的永磁位置。

六步過程相對簡單，但容易產(chǎn)生噪音，并且對于需要根據(jù)條件的變化快速改變馬達(dá)轉(zhuǎn)速的更先進(jìn)應(yīng)用來說，其響應(yīng)能力不足。以洗衣機(jī)為例，負(fù)載根據(jù)所選擇的洗滌周期有所不同，并且在整個周期過程中也有所變化。在滾筒式洗衣機(jī)中，這種情況更加復(fù)雜，當(dāng)衣物旋轉(zhuǎn)到滾筒頂端時，重力會對馬達(dá)產(chǎn)生影響。

在這些情況下，需要一個更先進(jìn)的算法。磁場導(dǎo)向控制 (FOC) 能夠提供速度快速變化所需的響應(yīng)時間，已成為當(dāng)今更先進(jìn)節(jié)能家電的馬達(dá)控制方法選擇。

有多種方式可以實(shí)現(xiàn) FOC。其中一個方法是使用傳感器(與六步方波過程方法類似)，但傳感器較難以安裝和維護(hù)，尤其是在應(yīng)用涉及復(fù)雜線束或馬達(dá)暴露在水中時。實(shí)現(xiàn) FOC 更簡單、更具成本效益的方法是取消傳感器。無傳感器 FOC 涉及由永久磁鐵在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的恒定轉(zhuǎn)子磁場，是一種非常有效的控制方法。

FOC 方法可以讓馬達(dá)在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)順利運(yùn)轉(zhuǎn)，在零速時產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，并能夠快速加速和減速。事實(shí)上，由于馬達(dá)的尺寸小、成本和功耗低，無傳感器 FOC 的諸多優(yōu)勢使其在對性能要求較低的應(yīng)用中成為廣受歡迎的選擇。

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