無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理詳解-KIA MOS管

無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)解析

無(wú)刷電機(jī)從結(jié)構(gòu)上，無(wú)刷電機(jī)和有刷電機(jī)有相似之處，也有轉(zhuǎn)子和定子，只不過(guò)和有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)相反；有刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是線圈繞組，和動(dòng)力輸出軸相連，定子是永磁磁鋼；

無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁磁鋼，連同外殼一起和輸出軸相連，定子是繞組線圈，去掉了有刷電機(jī)用來(lái)交替變換電磁場(chǎng)的換向電刷，故稱之為無(wú)刷電機(jī)（Brushless motor）。

那現(xiàn)在就有問(wèn)題了，沒(méi)有了電磁場(chǎng)的變換，如何讓無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？

簡(jiǎn)單而言，依靠改變輸入到無(wú)刷電機(jī)定子線圈上的電流波交變頻率和波形，在繞組線圈周圍形成一個(gè)繞電機(jī)幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)就轉(zhuǎn)起來(lái)了，

電機(jī)的性能和磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強(qiáng)度、電機(jī)輸入電壓大小等因素有關(guān)，更與無(wú)刷電機(jī)的控制性能有很大關(guān)系，因?yàn)檩斎氲氖侵绷麟姡娏餍枰娮诱{(diào)速器將其變成3相交流電，還需要從遙控器接收機(jī)那里接收控制信號(hào)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以滿足模型使用需要。

總的來(lái)說(shuō)，無(wú)刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)是比較簡(jiǎn)單的，真正決定其使用性能的還是無(wú)刷電子調(diào)速器，好的電子調(diào)速器需要有單片機(jī)控制程序設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、復(fù)雜加工工藝等過(guò)程的總體控制，所以價(jià)格要比有刷電機(jī)高出很多。

無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

1、定子

（1）定子鐵芯：硅鋼片疊壓而成，內(nèi)圓表面開(kāi)有槽，用于布置定子繞組。

（2）定子繞組：若干線圈。

無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)

2、轉(zhuǎn)子：永磁體

（1）外轉(zhuǎn)子型

（2）內(nèi)轉(zhuǎn)子型

無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)

內(nèi)轉(zhuǎn)子型無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理

1、兩相兩極無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理（磁回路分析法）

（1）當(dāng)兩頭的線圈通上電流時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則，會(huì)產(chǎn)生方向指向右的外加磁感應(yīng)強(qiáng)度B（如粗箭頭方向所示），而中間的轉(zhuǎn)子會(huì)盡量使自己內(nèi)部的磁力線方向與外磁力線方向保持一致以形成一個(gè)最短閉合磁力線回路，這樣內(nèi)轉(zhuǎn)子就會(huì)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了。

無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)

（2）磁場(chǎng)與外部磁場(chǎng)方向一致時(shí)，轉(zhuǎn)子所受磁力最大。但此時(shí)轉(zhuǎn)子呈水平狀態(tài)，轉(zhuǎn)子力臂為0。雖然不再受到轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用，但由于慣性，還會(huì)繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)若改變兩頭螺線管的電流方向，轉(zhuǎn)子就會(huì)繼續(xù)順時(shí)針向前轉(zhuǎn)動(dòng)。

無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)

（3）如此不斷改變兩頭螺線管的電流方向，內(nèi)轉(zhuǎn)子就會(huì)不停地轉(zhuǎn)起來(lái)了。改變電流方向的這一動(dòng)作，稱為換相。何時(shí)換相只與轉(zhuǎn)子的位置有關(guān)，而與轉(zhuǎn)子的速度無(wú)關(guān)。

（4）以上是最簡(jiǎn)單的兩相兩極無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理，僅僅用來(lái)說(shuō)明概念用。**從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，并不是傳統(tǒng)的經(jīng)典的工業(yè)用的無(wú)刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)，而是屬于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)的變種（原始的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒(méi)有永磁體）。

外轉(zhuǎn)子型無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理

1、外轉(zhuǎn)子型和內(nèi)轉(zhuǎn)子型的區(qū)別在于，外轉(zhuǎn)子型電機(jī)將原來(lái)處于中心位置的磁鋼做成一片片，貼到了外殼上。無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，是整個(gè)外殼在轉(zhuǎn)，而中間的定子線圈不動(dòng)。

2、外轉(zhuǎn)子型較內(nèi)轉(zhuǎn)子型來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要大很多，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的主要質(zhì)量都集中在外殼上，所以轉(zhuǎn)速較內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)要慢。

3、外轉(zhuǎn)子型無(wú)刷直流電機(jī)工作原理的分析方法與內(nèi)轉(zhuǎn)子型類似，原則是轉(zhuǎn)子的N極與通電繞組的S極有對(duì)齊的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，而轉(zhuǎn)子的S極與通電繞組的N極有對(duì)齊的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

無(wú)刷電機(jī)結(jié)構(gòu)