无刷电机的工作原理是什么？

　　说到无刷电机，肯定会想到一个人，李红涛，中国无刷电机之父。他在死刑前一天，战胜死神的这把“尚方宝剑”就是无刷电机研发成功，他的死刑也改成死缓。因此，中国的无刷电机的诞生是来源于一个传奇故事，也让中国电机从有刷向无刷过渡。

　　题目说的的无刷的刷是电刷，负责在电机旋转部件和静止部件之间传导电流。电刷材质用的较多的石墨材质，因此也叫碳刷。黑色的是纯石墨电刷，有色电刷是铜等金属材料和石墨做成的。

　　与有刷电机相比，没有电刷结构，通过传感器检测电机转子位置，以电子换向器取代机械换向器来实现电枢换向。从本体结构来看，都有转子和定子。有刷电机是以线圈绕组做转子，以永磁磁钢做定子。而无刷电机以永磁磁钢做转子，以线圈绕组做转子，两者刚好反过来。无刷电机的定子和转子位置的检测通过位置传感器实现，例如用的最广泛的霍尔式位置传感器，其次光电式和电磁式位置传感器。

　　无刷电机原理由上述已经可知了。就是将一般的直流电机电枢绕组放在定子上，永磁磁钢放在转子上，这是组成无刷电机的本体，还需要位置传感器、控制电路、逻辑开关共同构成换向装置，使直流无刷电机运行过程中其定子绕组产生磁场和转子磁钢产生永磁场。

　　电机本体；产生足够磁通，并且起到机械牢固与稳定。

　　位置传感器；测定转子磁极位置，给逆变器提供准确的换相信息。

　　电子换向电路；处理位置传感器检测的位置信号，用于电子开关电路控制，实现机械换相目的。

　　无刷电机，顾名思义，是指没有电刷和换向器的电机，它的换向工作交给了电子电路来实现，所以无刷电机的动力系统不只包括电机的主体部分，还包含了电子驱动器部分，是机械与电子相结合的产物，下面我们就来看下无刷电机的工作原理。

　　如上图，当给定子线圈中的A绕组通入高电平时，转子的反向磁极会与A励磁线圈产生吸引力，同时对线圈B输入低电平进行反向励磁，从而推动转子的转动，如此周而复始，就形成了无刷电机的运转。当然，这一切的前提就是需要知道转子的准确位置，电子驱动器才能决定在什么时刻给哪个绕组通电，所以还需要再定子上加装位置传感器，如下图中就是采用霍尔元件来检测转子的位置信息的。

　　综上所述，无刷电机就是通过霍尔元件来检测转子的位置信息并反馈给电子驱动器，然后驱动器根据转子的位置适时切换线圈中的电流方向，从而产生旋转的磁场来使转子转动。电机运转的原理其实和磁悬浮列车还是有很大的相似之处的。

　　无刷电机是相对于有刷电机而言的，有刷电机在换相的时候是通过电刷和换向器来实现的。由于电刷的存在，导致有刷电机在旋转的时候，电刷一直接触损耗严重，也会产生电火花。而无刷电机比有刷电机少了电刷和换向器，噪音更小、寿命更长。

　　无刷电机主要由转子、定子和霍尔传感器构成，转子的材料是永磁体，定子缠绕着铜线作为绕组，霍尔传感器在启动时用来检测转子的位置(也有无感电机)。给绕组通电后，定子产生磁性和转子同极性相吸、异极性相互排斥，依次来驱动转子转动。

　　以具有三个绕组的无刷电机为例，在定子上缠绕了三个绕组线圈，三个线圈的一端连接在一起，另一端分别引出形成三相的U,V,W相线，在同一时刻只有两个线圈绕组通电，总共有六个节拍控制。

　　具有三个绕组线圈的无刷电机，一般通过6个MOS构成桥式电路来驱动，在任意时刻只有两个MOS管同时导通，并且上下桥臂的MOS管不同时导通，如Q1、Q5通；Q1、Q6通；Q2、Q6通；Q2、Q4通；Q3、Q4通；Q3、Q5通等总共六个节拍。在启动的瞬间，有感无刷通过霍尔传感器来确定转子的位置；无感电机通过反向感应电动势来确定转子的位置。驱动电路如下。在驱动方式上有方波和正弦波之分。

　　这两种电机的区别主要表现在电刷和换向器。有刷电机噪音大、电刷损耗大、使用寿命短，而用了电子元器件来代替电刷后，不仅降低了电刷摩擦时的噪音、又消除了电刷损耗带来的故障，所以无刷电机比有刷电机应用更加广泛。

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　　无刷电动机的出现，无疑是一场技术革命！

　　他解决了以前无法解决的电工技术中的很多难题。

　　其中最大受益，就是电动车的普及与应用。

　　而更大的工程就是高铁了！

　　高铁上的一根接触线，引入单相交流电，进入高铁后，逆变成三相交流电，再驱动车轮飞速运行！

　　无刷电动机也是“模拟”三相交流电动机的运转模式，从此不再依靠电刷换向了！使用寿命和运行效率，都得到大幅度提高！

　　无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

　　找对人啦。就这个问题给他解决了。无刷直流电机的定子是线圈绕组的电枢。转子是永磁体。如果只给电机通与固定的直流电，那么电机只能产生不变的磁场。电机是不会转的。只有实时检测电机转子的位置再根据转子的位置给电机的不同转向通与对应的电流。使定值产生方向均匀变化的旋转磁场。电机才能转起来。最简单的例子就是电脑的散热风扇。

　　无刷电机跟三项异步电机特别相识，电动机上装有位置传感器驱动器。等等等等。

　　无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。

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