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无人机及机器人领域为什么广泛使用无刷直流电机 二

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无人机及机器人领域为什么广泛使用无刷直流电机 二

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  • 发布时间:2022-01-05 10:56
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无人机及机器人领域为什么广泛使用无刷直流电机 二

  与无刷直流电机相竞争的设计是无刷直流电机或简称无刷直流电机,顾名思义,这种设计在一个重要方面不同于经典的结构-它不包含机械滑动接触或电刷。机械换向器的作用由一个电子电源电路接管,该电路在传感器的帮助下跟踪转子的位置,表现为电子换向器的一种形式。例如,通过集成控制算法,在许多应用中可以在没有传感器的情况下执行换向器功能。因此,无刷直流电机的结构可以与无阻尼同步电动机的结构相比较,但具有更灵活的控制可能性;此外,由于加入了逆变电路,无刷直流电机可以用直流电供电。无刷直流电机,或者更确切地说是集成定子的磁线圈,通常是三相结构。由于这两种结构的性能特点有着根本的不同,因此必须对采用电刷还是无刷直流电机作出基本的选择。

考虑电刷和无刷换向器系统的影响和它们之间的区别,特别是直流电机的使用寿命,由于滑动触点或电刷是机械操作的物理部件,因此它们经常磨损,因此,它们的使用寿命是有限的,高转速也会对电刷的使用寿命产生重大影响。另一方面,无刷直流电机的使用寿命仅受其内部集成的滚珠轴承的限制,在相对可靠的程度上进行运行。由于没有机械摩擦,换向器上不会形成火花,从而防止电刷起火的危险。电刷还具有在特定环境条件下限制使用的效果。例如,在高真空应用中,只能考虑无刷直流电机。

 

与电刷电机相比,无刷直流电动机在性能上有许多优点,它们可能根据应用而变化,并以不同的方式表现出来,但作为一个规则,它们包括更高的起动转矩、最大精度的控制器,而且更能抵抗负载波动和更高的转速。电刷结构提供了几个操作优势-设置转子的运动,所有需要的是提供一个电压到两个接触。能如此容易地投入运行的电动机种类不多。相比之下,无刷直流电机不需要电子换向器系统,其启动操作要复杂得多。还必须考虑到价格因素,因为上述电子模块以及经常纳入无刷直流电机的传感系统往往成本更高。

 

由于无刷直流电动机的诸多性能优势,其应用范围不断扩大,在众多的工业领域中,无刷电机已经取代了传统的设计,出现了许多新兴行业和子领域。特别是,它们的转速和扭矩相对简单,加上它们的精确调节和高动态性,具有集成永磁的直流电机在需要非常精确的控制和低转矩的应用中被发现,例如在机器人和无人机领域,无刷直流电机在模型飞机和无人机用户中非常受欢迎,主要方面原因是性能和重量之间的关系以及较大的结构尺寸设计范围,紧凑型无刷直流电机已经使更轻的无人机模型成为可能。

 

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