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电机(俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。
在磁场中放置线圈,通过流动的电流,线圈会被一侧的磁极排斥,同时被另一侧磁极所吸引,在这种作用下不断旋转。在旋转过程中令通向线圈中的电流反向流动,使其持续旋转。这就是最基本的电机工作原理。
BLDC电机中的“BL”即“Brushless”,译为无刷。即DC电机中的“电刷”没有了。电刷在DC电机里扮演的角色是通过换向器向转子里的线圈通电。那么没有电刷的BLDC电机是如何向转子里的线圈通电的呢?
BLDC电机采用永磁体来做转子,转子里是没有线圈的。由于转子里没有线圈,所以不需要用于通电的换向器和电刷。取而代之的是作为定子的线圈。BLDC电机通过控制通向线圈的电流方向和大小来控制转子的旋转。
BLDC电机的第一个优点是“高效率”。它可以将回旋力(扭矩)始终保持最大值。DC电机在旋转过程中最大扭矩只能保持一个瞬间,无法始终保持最大值。若DC电机想要得到和BLDC电机一样大的扭矩,只能加大它的磁铁。这就是为什么小型BLDC电机也能发出强大力量的原因。
第二个特点是“良好的控制性”,与第一个有所关联。BLDC电机可以精确地反馈目标旋转数、扭矩等。通过精确的控制可以抑制电机的发热和电力的消耗。若是电池驱动,则能通过周密的控制,延长驱动时间。
上述两点则是无电刷和换向器所带来的优势。除此之外BDLC还有耐用,电气噪音小等特点。若不希望使用过程中产生噪音,采用BLDC电机即可实现。
据Grand View Research统计,2025年BLDC市场规模可达223亿美元。随着技术趋于成熟,BLDC电机已经在军事、航空、工业、汽车、民用控制系统,以及家电等领域都有了广泛的应用。多见低压小功率器件,比如小型机器人、无人机、电动自行车、吸尘器、电动工具等。
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