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無刷直流電機在電動工具中的應用

返回  打印  發布時間:2021-11-13 09:19:24
無刷直流電機,使用電子霍爾元件來模仿碳刷換相,理論上無刷直流電機可以解決了碳刷容易磨損的問題,給維護上帶來方便可靠,而且噪音降低了很多。
無刷直流電機,本質是一種交流電機,需要輪流給各相的線圈脈沖電壓導通,所以需要母線上有穩定的直流電源供電給可以工作,如果沒有直流電,需要讓交流電整流后變成直流才可以使用,而控制線圈之間導通,需要很多開關管,而霍爾信號采集和處理,需要相關的電路和控制芯片,因為無刷電機的控制部分比有刷電機要復雜很多,這樣成本會貴很多,而且霍爾有要接線,如果線斷了,也會影響使用的。
因無刷直流電機算是機電一體化的系統,體積上也會比有刷電機大,而且因為扭矩和高速性能上和有刷電機有差異,所以目前在洗衣機,排風扇,電吹風,吸塵器等家電設備上,依然大規模使用了有刷電機。技術在進步,雖然目前有刷電機,在電動工作等小設備上依然大規模使用有刷電機,但是不排除以后技術進步了,無刷直流電機依然會有取代無刷電機的可能性。
早期的電動車上也是使用了有刷電機的,目前主流都變成了無刷電機。而工業系統也是一開始大規模使用有刷直流調速系統的,但是目前已經過渡到以異步電機+變頻器為主體的調速裝置,同樣也是無刷的,從這些行業的經驗來看,有刷電機的碳刷先天缺欠,是被淘汰的核心根本。在未來,直流無刷電機的產業規模足夠大了,價格能夠降低下來。
而大功率電子元件的技術得到了突破,體積做得非常小,而容量做得非常大了,無刷電機的能量/體積比增加了,也不排除小家電和電動工具等場合大規模使用了無刷電機。
另外無霍爾啟動也是一個重要的細節,在電動工具上使用霍爾來切換無刷電機的相位,多了一個檢測環節,如果取消霍爾來啟動,瞬間啟動扭矩和轉速會波動比較大。如果啟動的算法成熟了,能夠解決這個無霍爾啟動問題,也許電動工具和汽車摩托車啟動電機,都可能會被無刷直流電機取代。
無刷直流電機技術的電動工具,傳統電動工具的機械換向結構,徹底解決了工人不能及時更換碳刷極易造成電機燒毀的致命問題與機器體積的粗大笨重不便操作問題,電機連續工作溫升高的問題,提高了產品壽命及工作效率,且大大降低了產品的重量和體積,
同時也讓女子能夠輕松操作進入中國男人主導的行業。
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