无刷电机有什么好处 无刷电机类型有哪些 无刷电机工作原理

发布时间:2023-05-09  

  无刷电机之父是谁

  无刷电机的发明者和先驱可以追溯到20世纪60年代,当时德国的电气工程师Werner Gartner首次提出了无刷直流电机的概念和设计。


  在随后的几十年里,无刷电机得到了广泛的研究和应用,许多科学家、工程师和企业家都为无刷电机的发展做出了重要的贡献。


  不过,如果要说无刷电机之父,那么就要提到日本电机工程师Takashi Kenjo。在20世纪80年代初期,Kenjo与其团队开始研究无刷电机技术,并于1982年研发出了世界上第一款商业化的无刷电机。这款电机采用了新型的永磁体材料和独特的控制算法,大大提高了效率和性能,成为了无刷电机技术发展的重要里程碑。随后,Kenjo还在无刷电机领域做出了许多其他的贡献,被誉为“无刷电机之父”。


  无刷电机有什么好处

  无刷电机相较于传统的有刷电机,具有以下几个优点:

  高效能:由于无刷电机采用了电子控制器来实现转子绕组的电势切换,消除了有刷电机中存在的机械换向损失,所以无刷电机的效率通常比有刷电机高出10%到15%。

  低噪音:无刷电机的转子绕组与定子绕组之间不存在接触,不会因为机械换向而产生刷擦噪音,因此无刷电机的噪音通常比有刷电机低。

  长寿命:由于无刷电机没有刷子,所以无刷电机的寿命更长。而且由于无刷电机具有较高的效率和较低的热量损失,所以使用无刷电机可以减少电机的热升华和机械损耗,进一步延长了电机的寿命。

  高精度:由于无刷电机采用电子控制器来实现转子绕组的电势切换,可以实现更加精确的转速和转矩控制,因此无刷电机适用于需要高精度转速和转矩控制的应用。

  无刷电机的制造成本较高,且由于需要电子控制器的支持,系统设计和控制相对较为复杂,应用时需要根据实际需求和成本考虑。

  无刷电机类型有哪些

  无刷电机的类型可以按照转子结构、定子结构和应用领域进行分类。

  按照转子结构分类:

  外转子式无刷电机:转子位于定子外部,通常用于高速、大功率应用,如电动车、风力发电等;

  内转子式无刷电机:转子位于定子内部,通常用于低速、小功率应用,如家用电器、电动工具等。

  按照定子结构分类:

  钢心定子无刷电机:定子由钢心和绕组组成,通常用于高速、大功率应用;

  无心定子无刷电机:定子无钢心,绕组直接固定在外壳上,通常用于低速、小功率应用。

  按照应用领域分类:

  工业无刷电机:通常用于工业自动化、机器人、数控机床等领域;

  消费电子无刷电机:通常用于家用电器、电动工具、智能手机等领域;

  电动车无刷电机:通常用于电动自行车、电动汽车等领域。

  无刷电机工作原理

  无刷电机的工作原理基于电磁感应定律和霍尔效应。

  无刷电机包括转子和定子两部分,其中定子上有若干组线圈,转子上有永磁体或者是通过电磁感应产生的磁场。

  当电源施加在定子上的线圈时,会形成一个旋转磁场,这个旋转磁场的速度和方向由电源频率和定子线圈的极数决定。同时,转子上的永磁体或电磁感应磁极会受到旋转磁场的作用,产生旋转力矩,并带动转子旋转。为了让电机持续运转,需要通过电子元器件实时调整电流和电压,以控制旋转速度和方向。

  在无刷电机中,为了实现转子的换相,通常在转子上安装有永磁体和霍尔元件。当永磁体和霍尔元件经过定子线圈时,霍尔元件会感知到定子线圈的磁场变化,从而触发电子元器件控制电流和电压的调整,使电机能够持续地旋转。

  总的来说,无刷电机通过电磁感应和电子调节技术,实现了高效、可靠、低噪音、低损耗的运转方式,广泛应用于各种工业和消费电子设备中。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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