無刷直流電機，工作原理講透

爲了讓運行更可靠、更高效、噪音更低,近年來越來越多的採用無刷直流電機。 在相同輸出功率下,它們也比有刷電機更輕。 傳統直流電機裏的電刷會慢慢磨損,還可能打火。 因此,在要求長壽命、高可靠性的場合,絕不能使用有刷直流電機。 我們來看看無刷直流電機是怎麼工作的。 無刷直流電機的轉子是永磁體。 電子的線圈排列如圖所示。 給線圈通入直流電後,它就會產生磁性,變成電磁鐵。 無刷直流電機的運轉,靠的就是永磁體和電磁鐵之間這種簡單的力作用。 在視頻中這種狀態下,當線圈A通電以後,轉子和電子上的異性磁極就會彼此吸引。 當轉子接近A線圈時,B線圈通電。 當轉子靠近線圈B時,線圈C通電。 隨後,線圈A以相反極性通電。 這個過程不斷重複,轉子就會持續旋轉。 有個有趣的比喻能幫你記住把無刷直流電機的運作想成驢子追胡蘿蔔的故事。 驢拼命想夠到胡蘿蔔,可它總往前跑,怎麼也夠不着。 雖然這臺電機能轉,但有個缺點。 你會發現,任何時刻都只有一個線圈通電。 這兩個不通電的線圈會大大降低電機的輸出功率。 解決這個問題的竅門在這兒。 當轉子處在這個位置時,除了讓第一組線圈把它往前拉,還可以給它後方的線圈通電,讓它把轉子往前推。 此時,讓同極性電流通過第二個線圈。 這種疊加效應使電機輸出更大的轉矩和功率。 這種合力還確保無刷直流電機具備出色的橫轉矩特性。 在這種結構下,兩個線圈得分別通電。 不過,只要對定姿線圈稍作改動,就能簡化這個過程。 只要把各線圈的一個自由端接在一起,當電源夾在A、B線圈之間時,注意電流在線圈中的流向。 這就跟單獨通電是一樣。 這就是無刷直流電機的原理。 不過,你心裏可能還有些疑問。 我怎麼知道該給哪些定子線圈通電? 我又怎麼知道該什麼時候給它通電,才能讓轉子持續轉動呢? 在無刷直流電機裏,這事兒就由電子控制器來做。 傳感器會先判斷轉子當前的位置,控制器再根據這些信息決定該給哪些線圈通電。 通常會用霍爾效應傳感器來實現。 這種無刷直流電機設計。