BLDC

BLDC百科

　　BLDC，无刷直流电机（Brushless Direct Current Motor， BLDCM）的诞生，克服了有刷直流电机的先天性缺陷，以电子换向器取代了机械换向器。

　　无刷直流电机

　　无刷直流电机（Brushless Direct Current Motor， BLDCM）的诞生，克服了有刷直流电机的先天性缺陷，以电子换向器取代了机械换向器，所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。无刷直流电机的实质是直流电源输入，采用电子逆变器将直流电转换为交流电，有转子位置反馈的三相交流永磁同步电机。

　　无刷直流电机详解

　　直流电机主要有直流有刷电机和无刷直流电机两种。

　　1． 有刷直流电机

　　直流电机以良好的启动性能、调速性能等优点著称，其中属于直流电机一类的有刷直流电机采用机械换向器，使得驱动方法简单，其模型示意图如图 1.2 所示。

　　电机主要由永磁材料制造的定子、绕有线圈绕组的转子（电枢） 、换向器和电刷等构成。只要在电刷的A和B两端通入一定的直流电流， 电机的换向器就会自动改变电机转子的磁场方向，这样，直流电机的转子就会持续运转下去。

　　由些可见，换向器和电刷在直流电机中扮演着重要的角色，虽然它可以简化电机控制器的结构，但是，它自身却存在一定的缺点：

　　z 结构相对复杂，增加了制造成本；

　　z 容易被环境（如灰尘等）影响，降低了工作的可靠性；

　　z 换向时会产生火花，限制了使用范围；

　　z 容易损坏，增加了维护成本等。

　　2． 无刷直流电机

　　无刷直流电机（Brushless Direct Current Motor， BLDCM）的诞生，克服了有刷直流电机的先天性缺陷，以电子换向器取代了机械换向器，所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。

　　图 1.3 所示无刷直流电机模型，它是从图 1.2转化过来的模型。它主要由用永磁材料制造的转子、带有线圈绕组的定子和位置传感器（可有可无）组成。可见，它和直流电机有着很多共同点，定子和转子的结构差不多（原来的定子变为转子，转子变为定子） ，绕组的连线也基本相同。但是，结构上它们有一个明显的区别：无刷直流电机没有直流电机中的换向器和电刷，取而代之的是位置传感器。这样，电机结构就相对简单，降低了电机的制造和维护成本，但无刷直流电机不能自动换向 （相） ， 牺牲的代价是电机控制器成本的提高 （如同样是三相直流电机，有刷直流电机的驱动桥需要 4 只功率管，而无刷直流电机的驱动桥则需要 6 只功率管） 。

　　图 1.3 所示为其中一种小功率三相、星形连接、单副磁对极的无刷直流电机，它的定子在内，转子在外，结构和图 1.2 所示的直流电机很相似。另一种无刷直流电机的结构和这种刚刚相反，它的定子在外，转子在内，即定子是线圈绕组组成的机座，而转子用永磁材料制造。

　　无刷直流电机有以下的特点：

　　z 无刷直流电机的外特性好，能够在低速下输出大转矩，使得它可以提供大的起动转矩；

　　z 无刷直流电机的速度范围宽，任何速度下都可以全功率运行；

　　z 无刷直流电机的效率高、过载能力强，使得它在拖动系统中有出色的表现；

　　z 无刷直流电机的再生制动效果好，由于它的转子是永磁材料，制动时电机可以进入发

　　电机状态；

　　z 无刷直流电机的体积小，功率密度高；

　　z 无刷直流电机无机械换向器，采用全封闭式结构，可以防止尘土进入电机内部，可靠

　　性高；

　　z 无刷直流电机比异步电机的驱动控制简单。

　　1.2.2 无刷直流电机的工作原理

　　无刷直流电机的定子是线圈绕组电枢，转子是永磁体。如果只给电机通以固定的直流电流，则电机只能产生不变的磁场，电机不能转动起来，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相通以对应的电流，使定子产生方向均匀变化的旋转磁场，电机才可以跟着磁场转动起来。

　　如图 1.4 所示为无刷直流电机的转动原理示意图，为了方便描述，电机定子的线圈中心抽头接电机电源 POWER，各相的端点接功率管，位置传感器导通时使功率管的 G极接 12V，功率管导通，对应的相线圈被通电。由于三个位置传感器随着转子的转动，会依次导通，使得对应的相线圈也依次通电，从而定子产生的磁场方向也不断地变化，电机转子也跟着转动起来，这就是无刷直流电机的基本转动原理——检测转子的位置，依次给各相通电，使定子产生的磁场的方向连续均匀地变化。

　　在下文介绍无刷直流电机的有位置传感器驱动的一节，将会进一步介绍无刷直流电机的转动原理。

　　为了方便理解，本文档以下内容统一用如图 1.5 所示的这两种符号作为模型简介，图 A为电机转子和定子在同一圆心上，图B 为不同一圆心上，是为了方便说明电机内部磁场。详细请看下文。

　　1.3 无刷直流电机的驱动方法

　　无刷直机电机的驱动方式按不同类别可分多种驱动方式，它们各有特点。

　　按驱动波形：

　　z 方波驱动，这种驱动方式实现方便，易于实现电机无位置传感器控制；

　　z 正弦驱动，这种驱动方式可以改善电机运行效果，使输出力矩均匀，但实现过程相对复杂。同时，这种方法又有 SPWM 和 SVPWM（空间矢量 PWM）两种方式，SVPWM的效果好于 SPWM。

Power Integrations推出BridgeSwitch-2 BLDC IC产品

在高压集成电路和高能效功率变换领域享有盛誉的Power Integrations公司，近日正式发布了全新的高压集成半桥（IHB）电机驱动器IC产品系列—...

2024-06-13标签：驱动器电机BLDC4180

其利天下技术·无刷电机弱磁控制是什么？有什么好处·BLDC驱动方案

作为一个无刷电机驱动方案开发商，我们在开发产品的时候就会用到“弱磁控制技术”。比如，我们开发的吸尘器方案时就会用到。什么是弱磁控制技术，它又有什么优势呢...

2024-06-07标签：BLDC无刷电机PCBA板1400

复旦微电子基于车规级MCU芯片推出低压直流无刷电机驱动控制开发板

随着科技的飞速进步，汽车行业正迎来一场前所未有的革命。在这场变革中，直流无刷电机以其高效、低噪、长寿命等显著优势，逐渐取代直流有刷电机成为小型执行器件的...

2024-05-30标签：编码器BLDC电动势9460

BLDC MOSFET应用

2024-05-20标签：MOSFETBLDC2020

无刷电机的前景将会如何？无刷电机发展趋势

凭着高效率、高可靠性、低维护成本、强耐热性等诸多优势，BLDC（无刷直流电机）广泛应用于机器人，家电和汽车等领域，其市场正在经历巨大的增长。其利天下技术...

2024-05-16标签：电机BLDC无刷电机5290

华秋获评深圳市示范性劳模和工匠人才创新工作室

近日，深圳华秋电子有限公司（以下简称华秋）硬件研发中心研发总监戴上举领衔的创新开放实验室荣获深圳市示范性劳模和工匠人才创新工作室。

2024-05-10标签：控制系统BLDC人工智能2290

BLDC加速渗透，国产主控如何优化芯片性能？

电子发烧友网报道（文/李宁远）近几年来，国内电机市场规模在不断增大，产量也在不断提升。尤其是随着科学技术的进步，电机逐步向BLDC等高端电机产品迈进，电...

2024-04-29标签：电机控制BLDC35310