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无刷直流电机的发展

时间:2013-10-31 0:30:28 来源:西安西玛电机厂 作者:西玛电机 点击:

西安西玛电机文章:有刷直流电动机以K优良的调速和控制性能在一些领域得到了广泛的应用。有刷直流电动机需要换向器和电刷进行换向,存在机械摩擦,由此带来噪音,火花,无线电干扰,可靠性差,需要经常进行维护等一系列缺点,限制了其应用范围。为了克服直流电机机械换向的缺点,人们对此进行了长期研究。早在1917年有人就提出了电子换向的思想,到了 20 lii纪30年代有人幵始研究无刷直流电机,伴随着半导体技术的发展,1948年,贝尔实验室研制成功开关型品体管,

1955年美国D. Harrison等人首次屮请了用品体管换相屯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-排出。之后,丨际上对无刷直流电动机进行了深入的研究,先后研制成方波无刷电机和jl:弦波直流无刷电机。20多年以来,随着永磁新材料、微Hi子技术、自动控制技术以及Fti力电子技术特别是大功率开关器件的发展,无刷itl动机得到了长足的发展。无刷直流电动机已经不是专指具有屯子换相的直流电机,而足泛指具竹冇刷直流电动机外部特性的屯子换相电机。

与其他电机相比,无刷直流电动机具有高可靠性,高效率和优良的调速性能等许多优点,因而在诞生之际就得到了青睐。表1.1为有刷直流电机、交流电机与无刷直流屯机各方面的详细比较。
 
无刷电动机的发展与永磁材料的发展是分不幵的,磁性材料的发展过程雄本上经历了以下几个发展阶段:15镍钴,铁氧体磁性材料,钕铁硼。钱铁硼有高磁能积,它的出现引起了磁性材料的一场革命。第三代钱铁硼永磁材料的应用,进一步减少了电机的用铜量,促使无刷电机向高效率、小型化、节能的方向发展。
 
永磁钱铁材料的出现对无刷直流电动机的发展起着强有力的推动作用。采用钱铁永磁体的无刷直流电机除保持有刷直流电机的优点外,还有以下优点:稀土永磁材料的矫顽力极高,剩磁很大,产生很大的气隙磁密,大大缩小电机转子外径,从而减小转子转动惯量,降低了电机时间常数,改善电机动态特性。在保持一定气隙磁感应强度的条件下,气隙宽度可以选择较大,就可以减小齿槽效应引起的转矩脉动。
 
并且稀土钱铁永磁体内禀矫顽力较高,磁场定向性好,容易实现在气隙中简历近似于矩形波的磁场,实现方波驱动,提高电动机的出力。稀土永磁材料的去磁曲线是线性的,可逆的,该特性给稀土永磁无刷电动机的工作点计算带来方便,简化了此路设计和磁场分析方法[2]。

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