無刷電機的工作原理

無刷直流電動機是采用半導體開關器件來實現電子換向的，即用電子開關器件代替傳統的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優點，廣泛應用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設備中。

無刷直流電動機由永磁體轉子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉子位置的變化，沿著一定次序對定子繞組的電流進行換流（即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產生位置傳感信號，經信號轉換電路處理后去控制功率開關電路，按一定的邏輯關系進行繞組電流切換）。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關電路提供。

位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。

采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，其磁敏傳感器件（例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或專用集成電路等）裝在定子組件上，用來檢測永磁體、轉子旋轉時產生的磁場變化。

采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉子上裝有遮光板，光源為發光二極管或小燈泡。轉子旋轉時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。

采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件（例如耦合變壓器、接近開關、LC諧振電路等），當永磁體轉子位置發生變化時，電磁效應將使電磁傳感器產生高頻調制信號（其幅值隨轉子位置而變化）。

無刷電機的選擇

無刷直流電機憑借長壽命、低噪音、大扭矩等特性廣泛應用于AI智能、汽車、醫療器械、工業自動化等行業中，因其有不同的規格以及種類，所以如何選用無刷直流電機，以滿足產品性能要求，這是非常重要的。

1、規格選擇

在電源電壓可調的場合，可按實際需要選擇轉矩、轉速與產品相應的額定值接近的直流無刷電機規格，通過改變電壓得到所需轉速；在電源電壓固定的場合，如果沒有適當無刷直流電機可供選用時，可先按轉矩選擇適當規格，而產品的電壓與轉速之間可作適當調整。

2、功率選擇

電機輸出的最大功率是有限度的，如果無刷電機的功率選擇過小，負載超過了額定輸出功率就會發生電機過載，過載時會出現電機發熱、振動、轉速下降、聲音異常等現象，嚴重過載時，將會燒毀電機。而功率過大，則會造成經濟浪費。因此合理選擇電機的功率是很重要的。

3、類型選擇

宜優先選用效率高、價格便宜、溫升低的鐵氧體永磁直流電機。只有當對性能要求嚴格、體積小、環境溫度較高時才考慮選用鋁鎳鈷永磁直流電機或稀土永磁直流電機。

來源：電機技術及應用