无刷直流电机的工作原理

无刷直流电机是目前使用最为普遍的一种直流电机，它由永磁材料、铁芯、换向电路及旋转机构组成，常见的两种有固定铁心式和可调式无刷直流电机。

无刷直流电机在运行时，永磁矩力推动电路中有± 自旋转距，经电路中断后转台旋回，再次上电时产生新的自旋转距，从而形成转子旋转，实现电机运动。该原理以及旋转机构的小体积，使其应用于工业领域极为广泛。其优势在于体积小，功率输出高，功耗低，抗干扰能力强，调速范围大，可靠性高。

在极限转速、经验调速中，输出力矩和功率可得到改进，能较快达到其最终转速，几乎没有延时，因此该电机拥有很好的运行特性。但是在定子I-t特性的变化性上，其精度大大降低，使得较难对其进行定量调速，而空载时，I-t特性也不完善，无法保证精度。

无刷直流电机具备以下特点：

1、体积小，重量轻：无刷直流电机的体积小，重量轻，安装方便。

2、功率输出高：无刷直流电机的功率输出高达效率可达90%以上。

3、低功耗、电流输出大：无刷直流电机比定子磁场发电机的功耗低，功率输出小，电流输出大。

4、抗干扰能力强：由于它的结构紧凑，电感小，射频干扰及其他电学振荡不易产生，其通用性很强。

5、调速范围大：无刷直流电机的调速范围大，容易实现变频调速。

6、可靠性高：无刷直流电机的运行稳定性高，对环境温度变化不太敏感，不会因变温现象而受到影响。

优点

由于无刷直流电机的结构紧凑，功率输出高，功耗低，抗干扰能力强，调速范围大，可靠性低，因此它得到了广泛的应用，成为电动机的主流。

（1）小的体积和重量：无刷直流电机的体积小，重量轻，安装方便。它比平板式直流电机体积小，重量轻，减少机械设计和安装难度，加快安装速度，缩短设备建设周期，实现节约空间、简化设计。

（2）输出功率大：无刷直流电机的功率输出高达效率可达90%以上。功率输出高，有效减少功率损失，节约能耗。

（3）电流输出大：它的电流输出大，相对定子磁场发电机的电流输出能大，可以在短时间内实现高速度的加减速，满足各种不同的使用需求。

（4）抗干扰能力强：无刷直流电机具有较好的抗干扰能力，具备良好的安全性能，不易失灵。

（5）容易调速：由于无刷直流电机的调速范围大，对其结构要求低，容易实现变频调速，减小动力系统投资成本。

缺点

（1）功率较低，电机只能输出有限的功率；

（2）启动要求高，由于无载时无感参数，所以启动功率需要比常规电机的4~7倍；

（3）控制系统要求复杂，无刷直流电机的控制器设计要求较高，因此安装成本也比常规电机贵；

（4）精度较差，因为电机不能自行感测负载，所以控制精度较差，而且无法保证高品质机械加工细节。