音响|无刷直流电机最强科普(收藏版)( 二 )


而在无刷电机诞生不久 , 人们就发明了直流有刷电机 。 直流有刷电机因机构简单 , 生产加工容易 , 维修方便 , 容易控制 , 一经问世便成为了当时的主流 。

  • 1887年:交流感应电机获得专利
1887年 , 尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)发明了交流感应电机 , 并在一年后成功申请了专利 。 它不适用于公路车辆 , 但后来由西屋公司的工程师进行了改装 。 1892年 , 设计了第一台实用的感应电机 , 接着是旋转的条形绕组转子 , 使该电机适用于汽车应用 。
  • 1891年:三相电机的开发
1891年 , 通用电气开始开发三相感应电机 。 为了利用绕线转子设计 , GE和西屋公司于1896年签署了交叉许可协议 。
  • 1955年:直流无刷电机时代开始
1955年 , 美国d.harrison等人首次申请了用晶体管换向线路代替有刷直流电机机械电刷的专利 , 正式标志着现代无刷直流电机的诞生 。 但当时没有电机转子位置检测器件 , 该电机没有起动能力 。
  • 1962年:第一台无刷直流(BLDC)电机的发明
得益于1960年代初期固态技术的进步 , 1962年 , TG Wilson和PH Trickey发明了第一台无刷直流(BLDC)电机 , 他们称之为“带固态换向的直流电机” 。 无刷电机的关键要素是它不需要物理换向器 , 因此成为计算机磁盘驱动器 , 机器人和飞机的最流行选择 。
他们利用了霍尔元件来检测转子位置并控制绕组电流换相 , 使无刷直流电机达到实用化 , 但受到晶体管容量的限制 , 电机功率相对较小 。
  • 1970年代至今:无刷直流电机应用快速发展
70年代以来 , 随着新型功率半导体器件(如GTR、MOSFET、IGBT、IPM)相继出现 , 计算机控制技术(单片机、DSP、新的控制理论)的快速发展 , 以及高性能稀土永磁材料(如钐钴、钕铁硼)的问世 , 无刷直流电机得到快速发展 , 容量不断增大 。
【音响|无刷直流电机最强科普(收藏版)】之后 , 随着1978年mac经典无刷直流电机及其驱动器的推出 , 以及80年代方波无刷电机和正弦波无刷直流电机的研发 , 无刷电机真正开始进入实用阶段 , 并且得到快速发展 。
BLDC电机基础知识(1)无刷直流电机的结构无刷直流电机主要由用永磁材料制造的转子、带有线圈绕组的定子和位置传感器(可有可无)组成 。
  • 定子
BLDC电机的定子结构与感应电机相似 。 它由堆叠的钢叠片组成 , 并带有轴向切槽以用于缠绕 。 BLDC中的绕组与传统感应电机的绕组略有不同 。

BLDC电机定子
通常 , 大多数BLDC电机由三个定子绕组组成 , 这三个定子绕组以星形或“Y”形连接(无中性点) 。 另外 , 基于线圈互连 , 定子绕组进一步分为梯形和正弦电动机 。

BLDC电机反电动势
在梯形电动机中 , 驱动电流和反电动势均呈梯形形状(在正弦电动机的情况下为正弦形) 。 通常 , 在汽车和机器人技术(混合动力汽车和机器人手臂)中使用额定48 V(或以下)的电动机 。
  • 转子
BLDC电动机的转子部分由永磁体(通常是稀土合金磁体 , 例如钕(Nd) , 钐钴(SmCo)和钕铁硼(NdFeB)组成 。
根据应用 , 极数可以在2到8个之间变化 , 北极(N)和南极(S)交替放置 。 下图显示了磁极的三种不同布置 。
(a):磁体放置在转子的外周上 。
(b):称为电磁嵌入式转子 , 其中矩形永磁体嵌入转子的铁心中 。
(c):将磁体插入转子的铁芯中 。

BLDC电机转子