•                                                    無刷直流電動機

    無刷直流電動機是指一種用電子換向的小功率直流電動機，又稱無換向器電動機、無整流子直流電動機。在結(jié)構(gòu)上相當于一臺反裝式直流電動機，它的電樞放置在定子上，轉(zhuǎn)子為永磁體。它的電樞繞組為多相繞組，一般為三相，可接成星形或三角形。各相繞組分別與電子換向器電路中的晶體管開關(guān)連接。

    在無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子軸上裝有轉(zhuǎn)子位置檢測器、測速發(fā)電機和光電脈沖編碼器。轉(zhuǎn)子位置檢測器的輸出信號控制電子換向器，實現(xiàn)對電動機的換向,即電子換向器中的晶體管的導通與截止由轉(zhuǎn)子位置檢測器的輸出信號決定。測速發(fā)電機的輸出信號用于速度反饋。而光電脈沖編碼器的信號送入CNC裝置。用于位置反饋。轉(zhuǎn)子位置檢測器有多種類型，但其輸出信號的波形均為三路方波。 

簡介

    一種用電子換向的小功率直流電動機。又稱無換向器電動機、無整流子直流電動機。它是用半導體逆變器取代一般直流電動機中的機械換向器，構(gòu)成沒有換向器的直流電動機。這種電機結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，沒有火花，電磁噪聲低，廣泛應用于現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表、計算機外圍設(shè)備和高級家用電器。

無刷直流電動機由同步電動機和驅(qū)動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。同步電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。而轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護和顯示等等。

無刷直流電動機由和一套受位置檢測器控制的自控式逆變器組成。中小                                                     

型電機的逆變器一般由晶體管組成；大型電機的逆變器通常采用晶閘管構(gòu)成,稱為晶閘管電動機。

自控式逆變器

    無刷直流電動機中采用的是自控式逆變器。它與一般的逆變器不同。它的輸出頻率不是獨立調(diào)節(jié)的，而是受安裝在同步電動機軸上的轉(zhuǎn)子位置檢測器控制。每當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定位置(例如90°或120°電角度),位置檢測器便產(chǎn)生相應的信號，作用于對應的半導體元件，使相應的相繞組通電，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電動機轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一對磁極，各半導體元件輪流導通一周，逆變器輸出的交流電相應地變化一個周期。所以自控式逆變器的輸出頻率和電動機的轉(zhuǎn)速始終保持同步，不會出現(xiàn)失步現(xiàn)象。

在小型無刷直流電動機中，逆變器由晶體管組成。由于晶體管具有自關(guān)斷能力，只要其基極上的控制信號消失，晶體管就自行關(guān)斷，所以控制比較簡單。在容量較大的無刷直流電機中，逆變器由晶閘管組成。晶閘管沒有自關(guān)斷能力，不能靠除去觸發(fā)信號使其關(guān)斷。所以當一相電流需要截止，讓另一相通電時，如何關(guān)斷原先導通的晶閘管，把電流轉(zhuǎn)移到新的一相晶閘管，即晶閘管之間的換流問題是晶閘管電機的技術(shù)關(guān)鍵。

位置檢測器

    裝在電動機軸上的轉(zhuǎn)子位置檢測器是無刷直流電機的重要部件。它決定著電樞各相繞組開始通電的時刻。它的作用相當于一般直流電機中的電刷。改變位置檢測器產(chǎn)生信號的時刻（相位），相當于直流電機中改變電刷在空間的位置，對無刷直流電機的特性有很大的影響。位置檢測器的結(jié)構(gòu)型式很多，它通常包括一組靜止的探測元件和一個隨電機轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動的位置信號形成器。在由霍耳元件構(gòu)成的位置檢測器中，霍耳元件就是探測元件，而電機轉(zhuǎn)子磁極本身就是位置信號形成器。在其他的結(jié)構(gòu)中，如電磁感應式、光電式、按近開關(guān)式中，常利用一個帶缺口的圓盤作為位置信號形成器。例如，在光電式中利用這個缺口使光線照射到光電管上產(chǎn)生信號；在電磁感應式中用這個缺口改變開口變壓器的磁路，使檢測線圈中產(chǎn)生電動勢等等。

特點

  無刷直流電機的外特性好，能夠在低速下輸出大轉(zhuǎn)矩，使得它可以提供大的起動轉(zhuǎn)矩；
　　無刷直流電機的速度范圍寬，任何速度下都可以全功率運行；
　　無刷直流電機的效率高、過載能力強，使得它在拖動系統(tǒng)中有出色的表現(xiàn)；
　　無刷直流電機的再生制動效果好，由于它的轉(zhuǎn)子是永磁材料，制動時電機可以進入發(fā)電機狀態(tài)；
　　無刷直流電機的體積小，功率密度高；
　　無刷直流電機無機械換向器，采用全封閉式結(jié)構(gòu)，可以防止塵土進入電機內(nèi)部，可靠性高；
　　無刷直流電機比異步電機的驅(qū)動控制簡單。

驅(qū)動方法

  無刷直機電機的驅(qū)動方式按不同類別可分多種驅(qū)動方式，它們各有特點。
　　按驅(qū)動波形：
　　方波驅(qū)動，這種驅(qū)動方式實現(xiàn)方便，易于實現(xiàn)電機無位置傳感器控制；
　　正弦驅(qū)動，這種驅(qū)動方式可以改善電機運行效果，使輸出力矩均勻，但實現(xiàn)過程相對復雜。同時，這種方法又有 SPWM 和 SVPWM（空間矢量 PWM）兩種方式，SVPWM的效果好于 SPWM。