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2019-11-20

浅谈无刷马达在清洗机领域的运用

先来简单介绍一下无刷电机为何物,它与传统电机有何优缺点。

电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十 分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。
近三十年来针对异步电动机变频调速的研究,归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法,稀土永磁无刷直流电动机将以其宽调速、小体积、高 效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优 势。

无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国 际通用名词为BLDC。无刷直流电机的运转效率、低速转矩、转速精度等都比任 何控制技 术的变频器还要好,所以值得业界关注。

无刷电机在我国的发展时间虽短,但是随着技 术的日益成熟与完善得到了迅猛发展。已在航模、医 疗器械、家用电器、电动车等多个领域得到广 泛应用,并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链。近几年来,无刷电机成为在模型领域里快速发展的一种动力。由于产量和价格的原因,过去几年无刷电机多使用在中高档航空模型中,现在由于机械加工技 术的快 速发展,无刷电机的生产成本下降许多,目前它正进入模型领域的各个层面,从电动遥控车到电动遥控船再到电动模型飞机,无 处不在。

有刷电机缺点

1、摩擦大,损耗大

老模友们在以前玩有刷电机的时候都碰到这个问题,那就是使用电机一段时间以后,需要打开电机来清理电机的碳刷,费时费力,维护强度不亚于来一次家庭大扫除。

2、发热大,寿命短

由于有刷电机的结构原因,电刷和换向器的接触电阻很大,造成电机整体电阻较大,容易发热,而永磁体是热敏元件,如果温度太高的话,磁钢是会退磁的,使电机性能下降,影响有刷电机的寿命。

3、效率低,输出功率小

上面说到的有刷电机发热问题,很大 程度是因为电流做功在电机内 部电阻上了,所以电能有很大 程度转化为了热 能,所以有刷电机的输出功率不大,效率也不高。

无刷电机优点

1、无电刷、低干扰

无刷电机去 除了电刷,直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就很大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。

2、噪音低,运转顺畅

无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音会低许多,这个优点对于模型运行稳定性是一个很大的支持。

3、寿 命长,低维护成本

少了电刷,无刷电机的磨损主要是在轴承上了,从机械角度看,无刷电机几 乎是一种免维护的电动机了,必 要的时候,只需做一些除尘维护即可。上下一比较,就知道无刷电机相对于有刷电机的优势在哪里了,但是万事都不是绝 对的,有刷电机低速扭力性能优 异、转矩大等性能特点是无刷电机不可 替代的,不过就无刷电机的使用方便性来看,随着无刷控制器的成本下降趋势和国 内外无刷技 术的发展与市场竞争,无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段,这也很大促 进了模型运动的发展。

运行原理,依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形,在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场,这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动,电机就转起来了,电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,更与无刷电机的控制性能有很大关系,因为输入的是直流电,电流需要电子调速器将其变成3相交流电,还需要从遥控器接收机那里接收控制信号,控制电机的转速,以满 足模型使用需要。 总的来说,无刷电机的结构是比较简单的,真 正决定其使用性能的还是无刷电子调速器,好的电子调速器需要有单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制,所以价格要比有刷电机高出很多。

结合上述情况,得知无刷电机应该是很棒的产品,但是对于清洗机传统发展行业,还处在培养市场,增 强消费者信心的阶段,即使马达寿 命长了,但是目前泵的质量还有待提 高,只有动力和载体合二为一才达到最 强,所以无刷电机在清洗机行业的运用还待市场转机。

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