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新型永磁無刷直流電動機
*，直流電機具有越的調(diào)速性能，主要表現(xiàn)在調(diào)速方便（可無級調(diào)速），調(diào)速范圍寬，低速性能好（啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流?。?，運行平穩(wěn)，噪音低，效率高，應(yīng)用場合從工業(yè)到民用（如家電、汽車等）場合極其廣泛。但是由于無刷直流電動機<>功率因數(shù)高，又無轉(zhuǎn)子損耗所以效率很高，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速嚴(yán)格與電源頻率保持同步，轉(zhuǎn)子磁場用磁鐵產(chǎn)生。磁鐵現(xiàn)在多采用稀土永磁材料，我國稀土材料的貯量占世界貯量的70%左右，發(fā)展永磁式 '>無刷直流電動機正是我們應(yīng)該充分發(fā)揮的資源優(yōu)勢，目前這種電機廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床的進(jìn)給驅(qū)動，機器人的伺服驅(qū)動以及新一代家用電器的變速驅(qū)動中，由于變頻調(diào)速方法具有率、寬范圍和高精度的調(diào)速性能，因此應(yīng)用前景十分看好。
永磁無刷直流電動機調(diào)速系統(tǒng)中的驅(qū)動器一般采用電壓源型脈寬調(diào)制(PWM)交-直-交變頻器。變頻器性能的優(yōu)劣，一要看其輸出交流電壓的諧波對電機的影響:諧波造成電機發(fā)熱，能耗增加，引起電磁和機械噪聲。二要看對電網(wǎng)的諧波污染和輸入功率因數(shù)。這兩方面，對于在量大面廣的家用電器中的應(yīng)用尤為重要，它直接關(guān)系到能量的節(jié)省、噪音對環(huán)境的影響和對電網(wǎng)的污染。由高開關(guān)頻率自關(guān)斷器件組成的PWM交-直-交變頻器再加上合理的控制可以達(dá)到較高的性能。
就系統(tǒng)的控制器而言，因運動控制系統(tǒng)是快速系統(tǒng)，特別是交流電機高性能的控制需要實時快速處理多種信號，為進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)的綜合性能，近幾年國外一些大公司紛紛推出較MCU性能更加*的DSP(數(shù)字信號處理器)單片電機控制器，如ADI的ADMC3xx系列，TI的TMS320C24系列及Motorola的DSP56F8xx系列。都是由一個以DSP為基礎(chǔ)的內(nèi)核，配以電機控制所需的外圍功能電路，集成在單一芯片內(nèi)，使價格大大降低，體積縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，使用便捷，可靠性提高?，F(xiàn)DSP的大速度可達(dá)20～40MIPS以上，指令執(zhí)行時間或完成一次動作的時間快達(dá)幾十納秒，它和普通的MCU相比，運算及處理能力增強10～50倍，確保系統(tǒng)有更*的控制性能。
綜上，永磁無刷直流電機配以高性能高速實時數(shù)字控制器構(gòu)成的調(diào)速裝置，系統(tǒng)控制相對簡單，成本低，節(jié)能，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，噪音低，是節(jié)能型綠色環(huán)保產(chǎn)品，特別適合在家用電器產(chǎn)品中應(yīng)用。也可推廣到其它工業(yè)應(yīng)用，如機床、機器人和電梯驅(qū)動等等。
我國是世界上家電產(chǎn)品生產(chǎn)及銷售市場大的國家之一，同時我國的家電產(chǎn)品在近20年得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，有的企業(yè)的產(chǎn)品已成為。1998年至今變頻空調(diào)發(fā)展迅速，由交流感應(yīng)電機變頻開始向直流無刷電機發(fā)展。2000年我國的空調(diào)銷量為1100萬臺，其中變頻空調(diào)的銷量近100萬臺。我國空調(diào)的直流化進(jìn)程迅速，通過國內(nèi)及國外市場的預(yù)測，我國將在3～5年的時間內(nèi)，采用永磁500萬臺，直流無刷電機在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可以獲得較高的效率，更適合家電的需要，日本的變頻空調(diào)的全直流化早已批量生產(chǎn)，我國的變頻壓縮機廠家已開始采用直流無刷電機來代替三相交流感應(yīng)電機，在今明兩年內(nèi)將出現(xiàn)永磁無刷直流電動機壓縮機的空調(diào)。
2000年我國的電冰箱的銷量為1100-1200萬臺，其中采用直流無刷電機冰箱的銷量為10-15萬臺，該種冰箱的24小時耗電量(0～58度)比同型號的普通冰箱(0～70度)少15%。
2000年我國的洗衣機的銷量為1100萬臺，該年下半年國內(nèi)推出了采用直流無刷電機的洗衣機，該種洗衣機運行平穩(wěn)，實現(xiàn)了平穩(wěn)啟動、加速和減速剎車，洗滌脫水無級變速，從羊絨到牛仔，不同衣物，不同速度，不同洗法。與普通洗衣機相比噪音降低10分貝，節(jié)省電能50%，節(jié)水20%。該類洗衣機在2001年的銷量將大大提高。
除了以上家電產(chǎn)品外，永磁無刷直流電動機還可用于電動自行車、電動汽車、電梯、抽油煙機、豆?jié){機、小型清污機、數(shù)控機床、機器人等等。
針對冰箱、空調(diào)、洗衣機等新型家電對高性能電機的要求，特別是對永磁新型永磁無刷直流電動機具有一切永磁無刷直流電動機的優(yōu)點，運行效率高、起動力矩大、起動電流小、噪音低、無機械換相器，工作壽命很長，尤其是調(diào)速方便，可以進(jìn)行無級調(diào)速，特別適用于民用產(chǎn)品，此外，它還可以作為伺服電動機用于工業(yè)控制場合。
目前無刷直流電動機的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的直流電動機無大的差別，由于電子換相電路的成本高于機械換向器，因而使無刷直流電動機的成本及售價增加，從而限制了它的應(yīng)用。特別是當(dāng)前直流電動機的應(yīng)用已擴展到民用產(chǎn)品的領(lǐng)域，無刷直流電動機的價格是限制其應(yīng)用的主要因素。
針對國內(nèi)外汽車行業(yè)、家電行業(yè)及辦公自動化領(lǐng)域?qū)Φ统杀緹o刷直流電動機需求量越來越大的現(xiàn)狀，所研制的新型永磁無刷直流電動機，目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制做容易、性能可靠、控制方便、成本低廉的無刷直流電動機，以便適用于工業(yè)控制及各類民用產(chǎn)品的領(lǐng)域。
⑴電機可以無級調(diào)速，工作轉(zhuǎn)速范圍很大，可滿足各種運行模式下的轉(zhuǎn)速要求。由于采用DSP芯片將驅(qū)動器及控制器集成于一體，用戶可方便地在驅(qū)動器上編程，從而實現(xiàn)各種變速甚至定位動作。
⑵無刷直流電機可以工作在超低轉(zhuǎn)速，這一點超越了交流變頻器的性能，所以新型無刷直流電機*可以取代小功率交流變頻器。
⑶無刷直流電機起動力矩大，幾乎不受電網(wǎng)電壓波動的影響。
⑷無刷直流電機比交流變頻系統(tǒng)效率還要高。
⑸無刷直流電機溫升較低，與同功率交流電機相比溫升可低30%左右，因而其壽命要大大高于交流電機。
⑹無刷直流電機噪音較低