BLDC（brushless DC electric motor）全稱是無刷直流電機。在介紹BLDC之前，這里就不得不說一下有刷直流電機，然后帶著問題再看什么是直流無刷電機。

 

結(jié)構(gòu)

 

有刷直流電機發(fā)明于 19 世紀，現(xiàn)在應(yīng)用仍然很普遍，相比較于無刷直流電機，它的結(jié)構(gòu)會更加復(fù)雜，通常電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組件都包括轉(zhuǎn)子和定子；

 

轉(zhuǎn)子就是旋轉(zhuǎn)的；

定子就是固定的；

 

然后其中一個可能是永磁體，就是那種加入稀土等材料然后可以保持長期磁性的物質(zhì)；

 

而另一個就是線圈繞組，經(jīng)過交變電流之后，會產(chǎn)生變化的磁場，從而推動電機的轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)。

 

玩具四驅(qū)車的電機

原理

 

小時候拆過的小伙伴請舉手，好，言歸正傳，下面是一個簡單的兩極有刷直流電機的模型，我們來簡單分析一下它的旋轉(zhuǎn)原理；

 

狀態(tài)一

 

首先這里的轉(zhuǎn)子是勵磁繞組，正如前面提到的，就是線圈繞組，但是它如何通過交變電流呢，正是通過這個換向器，假設(shè)我們給線圈通電，這時候會在電樞周圍產(chǎn)生磁場。由于同極相斥，電樞的左側(cè)被推離左側(cè)，電樞的右側(cè)被拉向右側(cè)，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

 

這里電樞是轉(zhuǎn)子，而永磁體是定子，其中用藍色表示N極，紅色表示S極；

 

狀態(tài)二

 

電樞繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電樞與水平垂直時，即電樞產(chǎn)生的磁場與永磁體產(chǎn)生的磁場垂直，換向器反轉(zhuǎn)改變了通過線圈的電流方向，使磁場反轉(zhuǎn)。因此轉(zhuǎn)子可以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

 

狀態(tài)三

 

重復(fù)以上過程，轉(zhuǎn)子就開始旋轉(zhuǎn)了。

 

旋轉(zhuǎn)過程

 

如果我們換一個更大的電池（電壓更高），這個線圈可能會轉(zhuǎn)的更快。

 

線圈旋轉(zhuǎn)

 

所以有刷直流電機可以很簡單地轉(zhuǎn)動起來，因為電機內(nèi)部已經(jīng)幫你做好了換向的工作，所以通?？梢赃M行升壓和降壓調(diào)速，通常這里的做法是PWM，加上功率元器件，實現(xiàn)弱電控制強電，這有一部分屬于電力電子的范疇了。

 

最常經(jīng)常使用的就是H橋驅(qū)動電路了，可以簡單的控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，還能通過控制PWM的占空比進行調(diào)速。

 

H橋電路

 

有刷直流電機雖然換相簡單，控制簡單，但是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，并且在換相的時候，容易產(chǎn)生火花。

 

大家想象一下，把插頭插入插座的時候，是不是會產(chǎn)生火花？是的，就是這種換相開關(guān)瞬間產(chǎn)生的火花，可能會損壞電刷，所以它的維護成本就直線上升了。

 

好了，差不多搞清楚直流有刷電機之后，可以看看直流無刷電機到底和它有什么相同和不同的地方呢？

 

無刷直流電機

 

直流無刷電機從結(jié)構(gòu)上，比直流有刷電機少了電刷和換向器，所以內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法自己完成換相的操作，因此就需要外部驅(qū)動信號進行換向。

 

這里我們還是從內(nèi)部結(jié)構(gòu)作為切入點，對其驅(qū)動時序進行分析，結(jié)果就會變得清晰起來。

 

下節(jié)跟大家說說有刷直流電機的結(jié)構(gòu)吧~