直流無刷電機的誕生和發(fā)展過程
直流無刷電機以其優(yōu)良的特性在傳動控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但普通的直流電機由于需要機械換相和電刷，可靠性差，需要經(jīng)常維護(hù)；換相時產(chǎn)生電磁干擾，噪聲大，影響了直流電機在控制系統(tǒng)中的進(jìn)一步應(yīng)用。為了克服機械換相帶來的缺點，以電子換相取代機械換相的直流無刷電機應(yīng)運而生。1955 年美國D．Harrison 等人首次申請了用晶體管換相電路代替機械電刷的專利，標(biāo)志著現(xiàn)代直流無刷電機的誕生。而電子換相的直流無刷電機真正進(jìn)入實用階段，是在 1978 年的 MAC 經(jīng)典直流無刷電機及其驅(qū)動器的推出。之后，國際上對無刷電機進(jìn)行了深入的研究，先后研制成方波無刷電機和正弦波直流無刷電機。
在結(jié)構(gòu)上，與有刷直流電機不同，直流無刷電機的定子繞組作為電樞，勵磁繞組由永磁材料所取代。按照流入電樞繞組的電流波形的不同，直流無刷電機可分為方波直流電動機（BLDCM）和正弦波直流電動機（PMSM），BLDCM 用電子換相取代了原直流電動機的機械換相，由永磁材料做轉(zhuǎn)子，省去了電刷；而PMSM 則是用永磁材料取代同步電動機轉(zhuǎn)子中的勵磁繞組，省去了勵磁繞組、滑環(huán)和電刷。在相同的條件下，驅(qū)動電路要獲得方波比較容易，且控制簡單，因而BLDCM的應(yīng)用較PMSM要廣泛的多。
直流無刷電機一般由電子換相電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路和電機本體三部分組成，電子換相電路一般由控制部分和驅(qū)動部分組成，而對轉(zhuǎn)子位置的檢測一般用位置傳感器來完成。工作時，控制器根據(jù)位置傳感器測得的電機轉(zhuǎn)子位置有序的觸發(fā)驅(qū)動電路中的各個功率管，進(jìn)行有序換流，以驅(qū)動直流電動機。
隨著永磁新材料、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)特別是大功率開關(guān)器件的發(fā)展，無刷電機得到了長足的發(fā)展。直流無刷電機已經(jīng)不是專指具有電子換相的直流電機，而是泛指具有有刷直流電機外部特性的電子換相電機。無刷直流電動機不僅保持了傳統(tǒng)直流電機良好的動、靜態(tài)調(diào)速特性，且結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、易于控制。其應(yīng)用從最初的軍事工業(yè)，向醫(yī)療、信息、航空航天、家電以及工業(yè)自動化領(lǐng)域迅速發(fā)展。
