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国内直流無刷電機的前景

作者:卡卡  来源:www.kuersi.cn  更新时间:2020-03-12 11:02:30  点击次数:

  国内直流無刷電機的前景

  经由几十年的高速开展,直流無刷電機在技能上已逐渐成熟,使用范畴简直可掩盖一切电机驱动用处,在很多使用中已显示其优秀特征,并可起到其它类电机不克不及到达的功用,国际上有些专家预言:二十一世纪将是直流無刷電機的世界,将为一切新一代的整机产物设计师所采用。

  直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用,但普通的直流电动机由于需要机械换相和电刷,可靠性差,需要经常维护;换相时产生电磁干扰,噪声大,影响了直流电动机在控制系统中的进一步应用。为了克服机械换相带来的缺点,以电子换相取代机械换相的無刷電機应运而生。1955年美国D.Harrison等人首次申请了用晶体管换相电路代替机械电刷的专利,标志着现代无刷电动机的诞生。而电子换相的无刷直流电动机真正进入实用阶段,是在1978年的MAC经典无刷直流电动机及其驱动器的推出。之后,国际上对无刷直流电动机进行了深入的研究,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爲電樞,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爲方波直流電動機(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畴:

  1、家用电器类产物范畴。新一代电冰箱、空调器、吸尘器、洗衣机、电电扇、热水器等,运用直流無刷電機可完成多功用主动操作:准时、定温、主动调理,按软件顺序任务。提拔了家电产物主动化水平,效率进步20%。

  2、办公主动化范畴。核算机软、硬驱动器、光盘、驱动器、激光打印机、复印机、传真机鼓驱动等核算机外部设备及音像处置设备这类设备要求驱动器电机具有稳速、调速、定位等功用,对低电磁搅扰和低噪声要求特殊高。这类直流無刷電機属于精细型、尺寸小、加工精度高、产量大,是技能密集型和高投资类产物,当前仍首要由欧美、日本等兴旺国度供应。

  3、醫療儀器和器械範疇。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、工业主动化设备范畴。当前,在数控缝纫机、彩扩扩大机、高速食物搅拌机等普通的轻工机械中一些要求精细节制速度和地位的设备大多采用無刷電機。别的,在数控机床、组合机床、主动纺织、印刷、包装、冶金、邮政机械,主动化出产流水线等各类专用设备跟着市场竞争的加剧,采用高新技能配备成为急迫要求。采用直流無刷電機可知足这些机械设备的高效率、高精度、高功能的节制要求。

  5、電動車範疇。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、摩托車産量爲3940萬輛,若以7%的年增進率核算2000年産量可達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,電動車將成爲城鎮居民的消費熱點,超越國外增進程度,成爲我國新的經濟增進點。若按10%的産量思索,電動助力車的年産量爲450萬輛。

  二、国内直流無刷電機使用与开展情况:

  当前,我国直流無刷電機的开展正处于加快开展期。推进产物商品化,财产化和普及化的前提曾经成熟。首要显示在:理论、设计和初中供应了技能根底我国从七十年月开端跟踪这项新技能,对电机活动节制系统中使用脉宽调制技能(PWM),脉幅调制技能(PAM)和正弦宽调制技能(SPWM)进行深化研讨和理论,为直流無刷電機的开展供应了技能根底。电机节制器件的起原有了包管。变革开放后,国外各大导体器件厂商抢滩中国市场,使国内便利收购到世界当今最进步前辈的电机专用的大规划集成电路驱动器器件、大功率开关器件、高功能微处置器,DSP数字旌旗灯号处置器,MOSFET功率器件和IGB功率模块等,价钱也比曩昔愈加廉价,为推出功能优秀、价钱低价的直流無刷電機供应了器件起原。稀土资料出产已构成规划。

  我国是稀土元素矿藏大国,有着丰厚的资本优势。特殊是第三代稀土资料-钕铁硼(NdFeB)磁钢的功能不时进步,价钱廉价,为我国無刷電機的规划出产,供应了牢靠的资料起原。因为国内稀土资料价钱仅为国际市场价的1/4~1/3,而且劳务费用低,跟着国外無刷電機的需求的增进,国外商家存眷中国,为我国产物出口供应商机。国内特殊是家电行业,近年不时推出装备直流無刷電機的电器产物,鼎力宣传其优胜性和节能结果,就是国内直流無刷電機需求升温的标记。当前,国内研发和出产的直流無刷電機种类和数目不多,首要用于军事国防设备。近年来在空调器、冰箱、洗衣机、电动自行车、微型风机等使用的,普通是输出功率不大的微型与特种直流無刷電機。机械、纺织、印柒、治金、轻工等行业所需的与小型交流异步电机功率品级对应的直流無刷電機(功率在0.75-18.5kw局限)根本上仍属空白。

  所以,国内直流無刷電機的发展正遇上到前所未有的大好时机,对无所电机的研发生产可能会改变目前现有的微电机控制企业市场格局。

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