无刷直流电机

无刷电机的转子结构
在这个转子内侧,有两个永久性磁铁,一个是N极,一个是S极。
这种结构属于外转子型的无刷电机,即电机的转子在外面,而定子在内部。
如下图所示:
电机的定子结构是线圈,也就是电磁铁。定子在内部是固定不动的,那么,大家来想一下,如何才能让这个电机转起来呢?
其实这个很容易想到,利用磁铁异性相吸的原理,如果我给定子线圈通电如下所示,会发生什么情况呢?
很显然,外面的转子由于异性相吸的原理会逆时针转动,让自己的N极靠近定子电磁铁的S极,自己的S极靠近定子的N极。很简单吧。看他们慢慢的靠近了。
如果两个磁极靠近了怎么办呢?还能继续转动吗?显然他们不想继续转动了。不过我们有办法。我们让下一个线圈通电,刚才这个线圈不通电,即上图中标B的线圈通电流。这样永磁铁就开始继续赶路追寻下一个目标了。
就这样,无刷电机就转起来了,这当然是无刷电机最简单、最基本的运行原理而已。它是有明显的缺点的,它转动的时候会抖动,一会快一会儿慢,
其实我们在无刷电机里面安装了霍尔传感器,霍尔传感器能够感受转子永磁铁的位置,它能够及时的把位置报告给定子线圈控制器,控制器根据这个信息来控制定子内部的线圈电流流向。就这样无刷电机就转起来了。
我们可以看到,无刷电机的定子线圈内部的电流其实也在不停的改变方向,所以其实是交流电,但是我们说的是无刷直流电机啊,是的,我们用的是直流电源啊,直流电源通过无刷电机的驱动器变成了交流电,这个过程其实是无刷电机的比较核心的技术。

有刷电机(直流):

工作原理:
直流电源电流顺着电源正极流到了左边的电刷上面,电刷和换向器相互摩擦,电流经过左边的换向器(也叫换向片,这个电机有左右两个换向片)流进线圈,从线圈的右边流出来,经过右边的换向片和右边的电刷流回到电源的负极,形成了闭合回路。由于线圈处在主磁极(图中的N和S)的磁场中,线圈会受到电磁力的作用,线圈的两个边由于电流的方向不同(左边的电流向里流,右边的向外流),所以两个线圈边受到大小相同方向相反的电磁力,这两个电磁力刚好形成了电磁转矩,在电磁转矩的拉动下,线圈开始转动了。直流电机中线圈嵌放在转子槽中,电动机就开始转动了。
左右换向片跟着转轴转动,而电刷固定不动,转动一圈以后,右边的线圈到了左边,左边的线圈到了右边,但是由于换向片的存在,现在处在左边的线圈内的电流方向和原来处在左边的线圈变的电流的方向一样流向里,所以受到的电磁力方向不变,右边也一样。所以从空间上看,在相同位置的线圈边受的电磁力方向是一直不变的,这就保证了电机的循环转动。
但是一个线圈,由于这个线圈转到不同位置时磁场是不相同的,导致了线圈所受的电磁力也一直在变,所以线圈转起来不稳定,忽快忽慢。所以可以通过多安装几个线圈来保证线圈受力均匀和稳定。
无刷直流电机

类似文章