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无刷直流电机在电动工具中的应用

返回  打印  发布时间:2021-11-13 09:19:24
无刷直流电机,使用电子霍尔元件来模仿碳刷换相,理论上无刷直流电机可以解决了碳刷容易磨损的问题,给维护上带来方便可靠,而且噪音降低了很多。
无刷直流电机,本质是一种交流电机,需要轮流给各相的线圈脉冲电压导通,所以需要母线上有稳定的直流电源供电给可以工作,如果没有直流电,需要让交流电整流后变成直流才可以使用,而控制线圈之间导通,需要很多开关管,而霍尔信号采集和处理,需要相关的电路和控制芯片,因为无刷电机的控制部分比有刷电机要复杂很多,这样成本会贵很多,而且霍尔有要接线,如果线断了,也会影响使用的。
因无刷直流电机算是机电一体化的系统,体积上也会比有刷电机大,而且因为扭矩和高速性能上和有刷电机有差异,所以目前在洗衣机,排风扇,电吹风,吸尘器等家电设备上,依然大规模使用了有刷电机。技术在进步,虽然目前有刷电机,在电动工作等小设备上依然大规模使用有刷电机,但是不排除以后技术进步了,无刷直流电机依然会有取代无刷电机的可能性。
早期的电动车上也是使用了有刷电机的,目前主流都变成了无刷电机。而工业系统也是一开始大规模使用有刷直流调速系统的,但是目前已经过渡到以异步电机+变频器为主体的调速装置,同样也是无刷的,从这些行业的经验来看,有刷电机的碳刷先天缺欠,是被淘汰的核心根本。在未来,直流无刷电机的产业规模足够大了,价格能够降低下来。
而大功率电子元件的技术得到了突破,体积做得非常小,而容量做得非常大了,无刷电机的能量/体积比增加了,也不排除小家电和电动工具等场合大规模使用了无刷电机。
另外无霍尔启动也是一个重要的细节,在电动工具上使用霍尔来切换无刷电机的相位,多了一个检测环节,如果取消霍尔来启动,瞬间启动扭矩和转速会波动比较大。如果启动的算法成熟了,能够解决这个无霍尔启动问题,也许电动工具和汽车摩托车启动电机,都可能会被无刷直流电机取代。
无刷直流电机技术的电动工具,传统电动工具的机械换向结构,彻底解决了工人不能及时更换碳刷极易造成电机烧毁的致命问题与机器体积的粗大笨重不便操作问题,电机连续工作温升高的问题,提高了产品寿命及工作效率,且大大降低了产品的重量和体积,
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