无刷直流电动机的发展历史

一、无刷直流电动机的发展历史
1831年，法拉第发现了电磁感应现象，奠定了现代电机的基本理论基础。从19世纪40年代研制成功第一台直流电机。

1955年，美国人Harrison首次提出了用晶体管换相线路代替电机电刷接触的思想，这就是无刷直流电机的雏形。

1962年试制成功了借助霍尔元件(霍尔效应转子位置传感器)来实现换相的无刷直流电机。

20世纪70年代初期，又试制成功了借助比霍尔元件的灵敏度高千倍左右的磁敏二极管实现换相的无刷直流电机。

1968年，德国人W.Mieslinger（梅尔斯林格）提出采用电容移相实现换相的新方法。在此基础上，德国人R-

Hanitsch（哈尼茨）试制成功借助数字式环形分配器和过零鉴别器的组合来实现换相的无位置传感器无刷直流电机。

二、无刷直流电机分类
1、具有直流电机特性的无刷直流电机
反电动势波形和供电电流波形都是矩形波的电机，称为矩形波同步电机，又称无刷直流电机。这类电机由直流电源供

电，借助位置传感器来检测主转子的位置，由所检测出的信号去触发相应的电子换相线路以实现无接触式换相。显然，

这种无刷直流电机具有有刷直流电机的各种运行特性。

2、具有交流电机特性的无刷直流电机
反电动势波形和供电电流波形都是正弦波的电机，称为正弦波同步电机。这类电机也由直流电源供电，但通过逆变器

将直流电变换成交流电，然后去驱动一般的同步电机。因此，它们具有同步电机的各种运行特性。

三、 无刷直流电动机特点
1）容量范围大：可达400kw以上；
2）电压种类多：直流供电，交流高低电压均不受限制；
3）低频转矩大：低速可以达到理论转矩输出；
4）高精度运转：误差最高不超过1 r/min(不受电压变动或负载变动影响)；
5）高效率：所有调速装置中效率最高，比传统直流电机高出5~30%；
6）调速范围宽广；
7）过载容量高：负载转矩变动在200%以内输出转速不变；
8）体积弹性大:实际比异步电机尺寸小,可以做成各种形状；
9）可设计成外转子电机(定子旋转)；
10）转速弹性大；
11）制动特性良好,可以选用四象限运转；
12）可设计成全密闭型,ip-54,ip-65,防爆型等均可；
13）允许高频度快速激活,电机不发烫；
14）通用型产品安装尺寸与一般异步电机相同,易于技术改造。

四、无刷直流电动机的基本构成与工作原理
1、 基本组成环节

当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将

转子位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而

按一定的次序换相。由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。因此，所

谓直流无刷电动机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电动机以及位置传感器三者组成

的“电动机系统”。

原理框图如上图所示。构成直流无刷电动机转子的永久磁钢与永磁有刷电动机中所使用的永久磁钢的作用相似，都是在

电动机的气隙中建立足够的磁场。其不同之处在于，直流无刷电动机中永久磁钢装在转子上，而直流有刷电动机的磁钢

则装在定子上。

 

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