?無(wú)刷直流電機詳解

說(shuō)到BLDC(無(wú)刷直流電機)，第一印象是轉速快、壽命長(cháng)、價(jià)格貴，在不同的產(chǎn)品中，不同的產(chǎn)品應用用到的直流電機也不一樣，有刷電機還是用的比較多的，無(wú)刷電機就適合一些高成本、高參數要求的產(chǎn)品。下面天孚微電機來(lái)為大家詳細的介紹下無(wú)刷直流電機。

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無(wú)刷直流電機也稱(chēng)為BLDC，直流電機的定子就是線(xiàn)圈，轉子是永磁體。我們先從直流電機的工作原理來(lái)了解無(wú)刷直流電機。

直流結構

直流電機的線(xiàn)圈，它是由漆包線(xiàn)一圈一圈的繞在一起的，根據右手定則可以知道，當電流從線(xiàn)圈從下到下流過(guò)的時(shí)候，線(xiàn)線(xiàn)圈上的極為N，下面為S，如圖①所示。

然后再來(lái)一組線(xiàn)圈，電流繼續通過(guò)，就會(huì )像有兩個(gè)磁鐵一樣了（圖②），三組線(xiàn)圈就是一個(gè)簡(jiǎn)單的三相繞組了（微型直流電機大多都是用的三相繞組），加上一個(gè)永磁本的轉子，這樣就是一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)刷直流電機了。

直流電機電流換向原理

我們知道有刷直流電機的電流換向是需要通過(guò)換向器和電刷來(lái)完成的，但是無(wú)刷直流電機是沒(méi)有換向器和電刷的，那么它是如何進(jìn)行換向的呢？這是因為有專(zhuān)門(mén)電路來(lái)控制直流電機來(lái)控制各線(xiàn)圈電流的流動(dòng)方向，這個(gè)換向電路的主要部件是場(chǎng)效應晶體管，可以理解為開(kāi)關(guān)，這個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)合是由單片機來(lái)控制的，所以無(wú)刷直流電機既能用直流電，又不用電刷，這一過(guò)程稱(chēng)為電子換向。

無(wú)刷直流電機的控制

相比起有刷直流電機，無(wú)刷直流電機的控制要復雜一些，控制直流電機的轉動(dòng)關(guān)鍵是要等轉子到合適的角度時(shí)，要對通過(guò)線(xiàn)圈的電流換向，使線(xiàn)圈兩端的磁極變化，對轉子才會(huì )產(chǎn)生排斥或吸引力，轉子才會(huì )轉動(dòng)到下一個(gè)階段角度，而這個(gè)電流換向的時(shí)機就是關(guān)鍵了，也就是說(shuō)要知道轉子現在處于的位置。

這個(gè)使用到霍爾傳感器了，在無(wú)刷直流電機內部就裝有約3個(gè)霍爾傳感器，霍爾傳感器通過(guò)霍爾效應，可以檢測出直流電機中的磁場(chǎng)強度變化，根據弗萊明左手定則，霍爾傳感器所在的回路中，磁場(chǎng)會(huì )使帶電的粒子運動(dòng)產(chǎn)生偏轉，產(chǎn)生電位差，這樣就可以用電壓計連接到霍爾傳感器兩邊，檢測出電壓變化，從而檢測出磁場(chǎng)強度變化了，也就能知道轉子的位置了。

直流電機轉動(dòng)方向控制：這個(gè)與有刷直流電機一樣，改變電流換向的次序就可以了。

控制直流電機的轉速

一般采用PWM控制通過(guò)線(xiàn)圈電流的大小，無(wú)刷直流電機的轉子是永磁體，受線(xiàn)圈的排斥力與吸引力轉動(dòng)，線(xiàn)圈通過(guò)的電流越大，磁力就越強，轉子轉的就越快。

總結，無(wú)刷直流電機有3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是線(xiàn)圈繞組磁性變化的時(shí)機，它決定了轉子的轉動(dòng)方向；二是霍爾傳感器對永磁體轉子位置的反饋；三是使用PWM可以控制轉子的轉動(dòng)速度，即直流電機速度控制。

天孚微電機主要產(chǎn)品是微型直流有刷電機，在一些小型的電子產(chǎn)品應用極為廣泛，雖然有刷直流電機的一些性能無(wú)法和無(wú)刷直流電機對比，但是在一些參數能滿(mǎn)足的應用，大多數生產(chǎn)商還是用微型有刷直流電機多，因為它控制非常方便，可節約大量的生產(chǎn)成本。