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直流無刷電機(jī)的部件介紹
直流無刷電機(jī)的部件介紹
直流無刷電機(jī)由電機(jī)本體、位置傳感器和電子控制器三大核心部分組成,各部件協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)無刷化運(yùn)行,兼具直流電機(jī)的調(diào)速性能與交流電機(jī)的長壽命優(yōu)勢。
1. 電機(jī)本體
定子:由硅鋼片疊壓而成,繞組按定規(guī)律分布在定子槽內(nèi),通入三相交流電后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。繞組的繞制方式(如星形或三角形連接)直接影響電機(jī)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速特性。
轉(zhuǎn)子:由永磁體(如釹鐵硼、 ferrite 等)和轉(zhuǎn)軸組成,永磁體按極性交替排列,在定子旋轉(zhuǎn)磁場的作用下受力旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的磁鋼數(shù)量和充磁方式?jīng)Q定了電機(jī)的磁極對(duì)數(shù),進(jìn)而影響轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)成反比)。
2. 位置傳感器
用于實(shí)時(shí)檢測轉(zhuǎn)子的位置,為控制器提供換相依據(jù),常見類型包括:
霍爾傳感器:通過檢測磁場變化輸出電信號(hào),成本低、可靠性高,廣泛應(yīng)用于家用電器和工業(yè)設(shè)備。
光電傳感器:利用遮光片與光耦的配合感知位置,精度較高,但對(duì)環(huán)境灰塵較敏感。
無傳感器方案:通過檢測繞組反電動(dòng)勢推算轉(zhuǎn)子位置,減少了傳感器的安裝成本和故障點(diǎn),適用于小型化設(shè)備。
3. 電子控制器
相當(dāng)于電機(jī)的 “大腦”,由功率開關(guān)管(如 MOSFET )、驅(qū)動(dòng)電路、控制芯片(如 MCU )組成。其核心功能是:接收位置傳感器信號(hào),控制三相繞組的導(dǎo)通順序(換相),同時(shí)根據(jù)外部指令(如 PWM 信號(hào))調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩,還具備過流、過壓、過熱等保護(hù)功能。
三者的協(xié)同流程為:位置傳感器反饋轉(zhuǎn)子位置→控制器據(jù)此切換定子繞組電流方向→定子磁場與轉(zhuǎn)子永磁體相互作用驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)省去了傳統(tǒng)有刷電機(jī)的電刷和換向器,徹解決了機(jī)械換向帶來的磨損、火花和噪音問題,顯著提升了電機(jī)的使用壽命和運(yùn)行穩(wěn)定性。