东邦电机无刷电机的现在与将来 [复制链接]

直流无刷电动机，交流同步伺服电动机以及无刷式同步电机是目前主要应用的三类无刷电机.性能优良的无刷电机将成为21世纪的各类机器、设备等的驱动源,巳毋庸置疑

无刷电机是指无电刷和换向器或集电环的电机,有称无换向器电机。早在上世纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机得到了广泛的应用。但是异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。本世纪中叶诞生了晶体管，因而釆用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了。这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机，它克服了第一代无刷电机的缺陷。

实用性新型无刷电机是与电子技术微电子技术、数字技术、自控技术以及材料科学等发展紧密联系的。它不仅限于交直流领域、还涉及电动、发电的能昼转换和信号传感等领域。在电机领域中新型无刷电机的品种是较多的，但性能优良的无刷电机因受到价格的限制，其应用还不十分广泛。下面分别就主要的新型无刷电机进行探索与研究。

直流无刷电动机与一般直流电动机具有相同的工作原理和应用特性，而其组成是不一样的，除了电机本身外，前者还多一个换向电路，电机本身和换向电路紧密结合在一起，许多小功率电动机的电机本身是与换向电路合成一体，从外观上看直流无刷电动机与直流电动机完全一样。

直流无刷电动机的电机本身是机电能量转换部分，它除了电机电枢、永磁励磁两部分外，还带有恃感器。电机本身是直流无刷电机的核心,它不仅关系到性能指标、噪声振动、可靠性和使用寿命等。还涉及制造费用及产品成本，由于釆用永磁磁场，使直流无刷电机摆脱一般直流电机的恃统设计和结构，满足各种应用市场的要求，并向着省铜节材，制造简便的方向发展，永磁磁场的发展与永磁材料的应用密切相关，第三代永磁材料的应用促使直流无刷电机向高效率、小型化、节能方向迈进。

为了实现电子换向必须有位置信号来控制电路。早期用机电位置传感器获得位置信号,现已逐步用电子式位置传感器或其它方法得到位置信号，最简便的方法是利用电枢绕组的电势信号作为位置信号.

要实现电机转速的控制必须有速度信号，用获得位置信号相近方法取得速度信号,最简单的速度传感器是测频式测速发电机与电子线路相结合，直流无刷电机的换向龟路由驱动及控制两部分组成，这两部分是不容易分开的，尤其小功率用电路往往将两者集成化成为单一专用集成电路。

在功率较大的电机中，驱动电路和控制电路可各自成为一体驱动电路输出电功率，驱动电动机的电枢绕组，并受控于控制龟路。目前，驱动电路已从线性放大状态转成脉宽调制的开关状态，相应电路组成也从晶体管分立电路转成模块化集成电路，模块化集成电路有功率双械晶体管、功率场效应管和隔离栅场效应双极晶体管等组成形式。虽然，隔离栅场效应双极晶体管价格较贵，但从可靠安全和性能角度看,选用它还是较合适的。

控制电路用作控制电机的转速、转向、电流（或转矩）以及保护电机的过流、过压、过热等、上述参数容易转成模拟信号，用此来控制较简单，但从发展来看电机的参数应转换成数字量，通过数字式控制电路来控制电机.当前,控制电路有专用集成电路、微处理器和数字信号处理器等三种组成方式。在对电机控制要求不高的场合,专用集成电路组成控制电路是简单实用的方式。采用数字信号灶理器组成控制电路是今后发展方向。

目前，在微小功率范畴直流无刷电动机是发展较快的新型电机。由于各个应用錮域需要各自独特的直流无刷电动机，所以直流无刷电动机的类型较，多大体上有计算机外存储器以及VCD、DVD、CD主轴驱动用扁平式无铁心电机结构，小型通风机用外转子电机结构，家电用多极磁场結构及内装式结构，电动自行车用多极、外转子姑构等等.上述直流无刷电动机的电机本身和电路均成一体，使用十分方便，它的产昼也非常大为了满足大批量、低成本的市场需要，直流无刷电动机的生产必须要形成规模经济。因此，直流无刷电动机是一种高段入、高产出的行业。同时，我们应该考虑到市场也在不断地发展，如家用空调用电机正由3A转向3D,需要大量的中小功率的直流无刷直流电动机，研究和开发中小功率的直流无刷电动机也成当务之急。

上面讨论的无刷电机，功率从微小到中小直到大容量，囊括了当前电机功率的主要范围，其应用从信息产业开始扩大到家用电器、工农业装置、商业系统、康乐旅游用品等等.展望21世纪，新型无刷电机将有长足的进步，它将向着高效率、节约能源、高可靠，性微小型化、数字化、轻量化、长寿命以及低成本方向发展。届时电机将从原来大量消耗铜铁等材料和电能的机电类产品转化为采用硅类半导体材料为核心的电子电气类产品。