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國內直流無刷電機的前景

作者:卡卡  來源:www.geoffmeyer.com  更新時間:2020-03-12 11:02:30  點擊次數:

  國內直流無刷電機的前景

  經由幾十年的高速開展,直流無刷電機在技能上已逐漸成熟,使用范疇簡直可掩蓋一切電機驅動用處,在很多使用中已顯示其優秀特征,并可起到其它類電機不克不及到達的功用,國際上有些專家預言:二十一世紀將是直流無刷電機的世界,將為一切新一代的整機產物設計師所采用。

  直流電動機以其優良的轉矩特性在運動控制領域得到了廣泛的應用,但普通的直流電動機由于需要機械換相和電刷,可靠性差,需要經常維護;換相時產生電磁干擾,噪聲大,影響了直流電動機在控制系統中的進一步應用。為了克服機械換相帶來的缺點,以電子換相取代機械換相的無刷電機應運而生。1955年美國D.Harrison等人首次申請了用晶體管換相電路代替機械電刷的專利,標志著現代無刷電動機的誕生。而電子換相的無刷直流電動機真正進入實用階段,是在1978年的MAC經典無刷直流電動機及其驅動器的推出。之后,國際上對無刷直流電動機進行了深入的研究,先后研制成方波無刷電機和正弦波直流無刷電機。

  20多年以來,隨著永磁新材料、微電子技術、自動控制技術以及電力電子技術特別是大功率開關器件的發展,無刷電動機得到了長足的發展。無刷直流電動機已經不是專指具有電子換相的直流電機,而是泛指具有有刷直流電動機外部特性的電子換相電機。無刷直流電動機不僅保持了傳統直流電動機良好的動、靜態調速特性,且結構簡單、運行可靠、易于控制。其應用從最初的軍事工業,向航空航天、醫療、信息、家電以及工業自動化領域迅速發展。

  在結構上,與有刷直流電動機不同,無刷直流電動機的定子繞組作為電樞,勵磁繞組由永磁材料所取代。按照流入電樞繞組的電流波形的不同,直流無刷電動機可分為方波直流電動機(BLDCM)和正弦波直流電動機(PMSM),BLDCM用電子換相取代了原直流電動機的機械換相,由永磁材料做轉子,省去了電刷;而PMSM則是用永磁材料取代同步電動機轉子中的勵磁繞組,省去了勵磁繞組、滑環和電刷。在相同的條件下,驅動電路要獲得方波比較容易,且控制簡單,因而BLDCM的應用較PMSM要廣泛的多。

  直流無刷電動機一般由電子換相電路、轉子位置檢測電路和電動機本體三部分組成,電子換相電路一般由控制部分和驅動部分組成,而對轉子位置的檢測一般用位置傳感器來完成。工作時,控制器根據位置傳感器測得的電機轉子位置有序的觸發驅動電路中的各個功率管,進行有序換流,以驅動直流電動機。

  一、直流無刷電機的使用范疇:

  1、家用電器類產物范疇。新一代電冰箱、空調器、吸塵器、洗衣機、電電扇、熱水器等,運用直流無刷電機可完成多功用主動操作:準時、定溫、主動調理,按軟件順序任務。提拔了家電產物主動化水平,效率進步20%。

  2、辦公主動化范疇。核算機軟、硬驅動器、光盤、驅動器、激光打印機、復印機、傳真機鼓驅動等核算機外部設備及音像處置設備這類設備要求驅動器電機具有穩速、調速、定位等功用,對低電磁攪擾和低噪聲要求特殊高。這類直流無刷電機屬于精細型、尺寸小、加工精度高、產量大,是技能密集型和高投資類產物,當前仍首要由歐美、日本等興旺國度供應。

  3、醫療儀器和器械范疇。血液剖析儀、離心計、牙科器械、醫護監控設備等設備常需求小尺寸、高牢靠、長命命、低噪音、免維護的微型高速電機。

  4、工業主動化設備范疇。當前,在數控縫紉機、彩擴擴大機、高速食物攪拌機等普通的輕工機械中一些要求精細節制速度和地位的設備大多采用無刷電機。別的,在數控機床、組合機床、主動紡織、印刷、包裝、冶金、郵政機械,主動化出產流水線等各類專用設備跟著市場競爭的加劇,采用高新技能配備成為急迫要求。采用直流無刷電機可知足這些機械設備的高效率、高精度、高功能的節制要求。

  5、電動車范疇。我國是自行車大國,自行車擁有量約4億輛。按年鑒發布數,1998年全國自行車、摩托車產量為3940萬輛,若以7%的年增進率核算2000年產量可達4500萬輛。依照國度綠色環保政策和動力應用可繼續開展計謀方針,電動車將成為城鎮居民的消費熱點,超越國外增進程度,成為我國新的經濟增進點。若按10%的產量思索,電動助力車的年產量為450萬輛。

  二、國內直流無刷電機使用與開展情況:

  當前,我國直流無刷電機的開展正處于加快開展期。推進產物商品化,財產化和普及化的前提曾經成熟。首要顯示在:理論、設計和初中供應了技能根底我國從七十年月開端跟蹤這項新技能,對電機活動節制系統中使用脈寬調制技能(PWM),脈幅調制技能(PAM)和正弦寬調制技能(SPWM)進行深化研討和理論,為直流無刷電機的開展供應了技能根底。電機節制器件的起原有了包管。變革開放后,國外各大導體器件廠商搶灘中國市場,使國內便利收購到世界當今最進步前輩的電機專用的大規劃集成電路驅動器器件、大功率開關器件、高功能微處置器,DSP數字旌旗燈號處置器,MOSFET功率器件和IGB功率模塊等,價錢也比曩昔愈加廉價,為推出功能優秀、價錢低價的直流無刷電機供應了器件起原。稀土資料出產已構成規劃。

  我國是稀土元素礦藏大國,有著豐厚的資本優勢。特殊是第三代稀土資料-釹鐵硼(NdFeB)磁鋼的功能不時進步,價錢廉價,為我國無刷電機的規劃出產,供應了牢靠的資料起原。因為國內稀土資料價錢僅為國際市場價的1/4~1/3,而且勞務費用低,跟著國外無刷電機的需求的增進,國外商家存眷中國,為我國產物出口供應商機。國內特殊是家電行業,近年不時推出裝備直流無刷電機的電器產物,鼎力宣傳其優勝性和節能結果,就是國內直流無刷電機需求升溫的標記。當前,國內研發和出產的直流無刷電機種類和數目不多,首要用于軍事國防設備。近年來在空調器、冰箱、洗衣機、電動自行車、微型風機等使用的,普通是輸出功率不大的微型與特種直流無刷電機。機械、紡織、印柒、治金、輕工等行業所需的與小型交流異步電機功率品級對應的直流無刷電機(功率在0.75-18.5kw局限)根本上仍屬空白。

  所以,國內直流無刷電機的發展正遇上到前所未有的大好時機,對無所電機的研發生產可能會改變目前現有的微電機控制企業市場格局。

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