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一种更快地将无刷直流电机设计推向市场的方式

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一种更快地将无刷直流电机设计推向市场的方式

发布日期:2022-04-22 作者: 点击:

电机是目前世界上较大的电力消耗者,并且占比非常大。能源研究中心(ECN)估计,发电量的45%是由电机消耗的。因此,为了推动效率的提高,各国正通过立法手段来提高电机的效率标准。2021年7月,开始实施“电机和变速驱动装置条例(EU) 2019/1781”,对之前被排除在标准之外的一些电机增加了zui低效率限值,并缩短了为其他类型电机符合效率要求所预留的时间。此类法规显示的趋势很明显——所允许的zui低效率将随着时间的推移不断提高。新的电机设计应尽可能的效率,以避免在其工作寿命结束前就被立法强制替换的风险。


这些法律涵盖了各种各样的电机,从基础设施泵中的大型电机到为PC风扇供电的微型电机。尺寸不是单一的考虑因素,电机的类型也很重要。以前,有刷直流电机被广泛使用,但它们的效率相对较低,可靠性有限——电刷会随着时间的推移而磨损,需要更换。在各种运转速度和负载下,对更高的效率和更大的可靠性的需求,导致无刷直流(BLDC)电机在新设计中被广泛采用。


无刷直流电机不需要电刷和换向器之间的物理接触。这一步除去了摩擦引起的机械损耗,使无刷直流电机更适合长期使用。由于转子不需要供电,因此无需电刷和滑环,换向器组件也简化了结构。这也使得无刷直流电机在更小的封装内,每瓦特输出的扭矩比有刷直流电机更大。


无刷直流电机使用永磁体作为转子,它与定子线圈产生的电磁场相互作用。这些线圈模式导通和关断,以确保转子转动。这种模式由微控制器(MCU)算法决定,并使用嵌入电机的传感器提供实时反馈以实现控制。微控制器向开关发送信号,控制通过线圈的电流。尽管微控制器控制给电机驱动器增加了一些复杂性,但它提供了更大程度的灵活性。


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