如果您想要您的無刷驅動器應用產品能夠告訴、安靜地運行,而且能夠達到使用壽命延長的話,無刷驅動器可能是您最好的選擇。自從無刷驅動技術誕生,就一直受到業界的關注,從目前的使用效果來看,無刷驅動器的性能也是十分卓越的。
如果應用需要高速,安靜運行,低EMI和長壽命,那么無刷直流電機(BLDC)可能就是您所需要的。無刷電機技術有許多優點而速度就是其中之一。可以實現更高的速度,因為電刷和換向器沒有施加機械限制。另一個優點是消除了有刷電機通常遇到的電流電弧電腐蝕問題。無刷驅動器還具有更高的效率,并產生更低的EMI(電磁干擾),這在RF(射頻)應用中非常出色。由于繞組位于定子上,它們還具有優于有刷電機的熱特性。定子連接到殼體,因此散熱效率更高。結果,幾乎不存在無刷電動機的維護。
不幸的是,較高的構建成本使無刷驅動技術無法用于許多應用。您可以輕松地在無刷系統上花費兩倍,并且失去了拉絲馬達的簡單性。不要忘記為控制和驅動電子設備節省空間。如果未集成在電機中,則需要將其安裝在某處。請記住,電機不能安裝得太遠離驅動器,因為長電纜往往會將噪音引入系統。為了補償,相位引線可以被扭曲并屏蔽敏感的反饋引線以降低噪聲。與有刷電機一樣,無刷直流電機也必須克服起動摩擦。同樣,這是扭矩損失的總和,不依賴于速度。動摩擦取決于速度。事實上,動態扭矩摩擦是唯一確定與BLDC速度成比例的扭矩損失的因素。作為速度的函數(例如以公制單位mNm / rpm為單位),動摩擦是由于滾珠軸承的粘性摩擦,以及由磁鐵的旋轉磁場引起的定子中的渦流。總的來說,您可以期望速度 - 扭矩曲線顯示出無刷驅動技術的出色線性度。
無刷驅動器與有刷(無芯)直流電機不同,無刷技術不能直接連接到直流直流電壓。請記住,無刷電機采用電子換向,沒有電刷與換向器進行物理接觸。永磁轉子通過追蹤由定子繞組中的電流引起的旋轉磁場來啟動運動。
使用電子設備創建此運動,通常是稱為脈沖寬度調制(PWM)的開/關信號。PWM信號通常由比較器提供,是由正弦指令信號和鋸齒波載波或斬波頻率產生的電壓。PWM信號開啟或關閉,并以由斬波頻率控制的占空比傳送。當命令大于載波(斬波器或開關頻率)時,PWM信號將為高電平。斬波頻率越低,電流增益幅度越大。隨著電流密度的增加,電動機將繼續加速和減速。幅度的這種劇烈變化可能導致輸出中的紋波更多以及電機壽命縮短,因此開關頻率足夠高非常重要。離散的開/關狀態由6個半導體開關控制,這些半導體開關相應地通過正確的相位發送放大的電流。當通過半導體開關反轉電流時,定子繞組被更有效地利用,因為多于一個繞組將被激勵。
為了在恰當的時間打開和關閉相位,驅動器需要反饋。這將有助于將換向角保持在理想的90度附近。無刷電機通常處于閉環(伺服)系統中以正常運行。在許多情況下,數字霍爾效應用于提供所需的反饋和整流無刷驅動器。為了更平穩的操作,有時可以使用正弦換向(線性霍爾效應)。
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