直流無刷電機(jī)西瑪電機(jī)應(yīng)用前景展望

時(shí)間：2019-12-03 10:01

　　直流無刷電機(jī)是永磁式同步電機(jī)的一種，而并不是真正的直流電機(jī)，直流無刷電機(jī)英文簡稱BLDC。區(qū)別于直流有刷電機(jī)，直流無刷電機(jī)不使用機(jī)械的電刷裝置，采用方波自控式永磁同步電機(jī)，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料，性能上相較一般的傳統(tǒng)直流電機(jī)有很大優(yōu)勢，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。

　　無刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 其功能是：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等

　　據(jù)西瑪電機(jī)官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，2012到2017年間，應(yīng)用于汽車行業(yè)的直流無刷電動(dòng)機(jī)出貨量將超過直流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，銷售將超過4.62億臺(tái)。汽車系統(tǒng)廣泛使用電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為電動(dòng)機(jī)制造企業(yè)帶來了福利。

　　目前永磁無刷直流電機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車中傳動(dòng)系統(tǒng)和底盤應(yīng)用。主要的機(jī)械驅(qū)動(dòng)應(yīng)用(如動(dòng)力轉(zhuǎn)向、傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng))越來越傾向于使用電力驅(qū)動(dòng)，這也使得無刷直流電機(jī)的使用數(shù)量大大增多。其中，電機(jī)使用壽命和功率都是空間有限的傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)必須考慮的品質(zhì)。

　　西瑪電機(jī)分析師說到：“雖然直流伺服電機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，不過，其市場發(fā)展?jié)摿s不及永磁直流無刷電機(jī)。直流無刷電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域相對更新，今年以來也一直快速發(fā)展。插電式電動(dòng)汽車銷售的增長有望為無刷直流電機(jī)發(fā)貨量提供更高的增長空間”。
 
　　直流伺服電機(jī)銷售量有望在2017年前保持大幅增長，發(fā)貨量超過2012年水平30%。直流伺服電機(jī)，永磁無刷直流電機(jī)的發(fā)展都有賴于電機(jī)載體--汽車數(shù)量的增加。

　　他還表示：“永磁無刷直流電機(jī)供應(yīng)商因?yàn)檎w汽車行業(yè)電機(jī)使用率升高而獲益。然而，低端應(yīng)用如(門鎖、電動(dòng)車窗)等直流伺服電機(jī)的銷售遠(yuǎn)低于傳動(dòng)系統(tǒng)和底盤應(yīng)用。”

　　西瑪電機(jī)分析師說估計(jì)，2013年，接近60%的電機(jī)應(yīng)用于傳動(dòng)系統(tǒng)和底盤應(yīng)用，32%電機(jī)應(yīng)用于汽車其他行業(yè)。其中，額定功率高于30瓦的電機(jī)平均銷售價(jià)格比功率低于30瓦的售價(jià)高出三倍。因?yàn)閮r(jià)格的差異，動(dòng)力系統(tǒng)和底盤應(yīng)用的電機(jī)供應(yīng)商能夠比低端應(yīng)用電機(jī)供應(yīng)商獲得更多收益。“

　　盡管直流伺服電機(jī)的使用隨著在機(jī)電行業(yè)應(yīng)用而普及，不過有預(yù)計(jì)認(rèn)為，永磁無刷直流電機(jī)的銷售在2012到2017年將超出直流伺服電機(jī)銷量的兩倍。西瑪電機(jī)報(bào)告稱直流伺服電機(jī)和永磁無刷直流電機(jī)銷售各自的平均年增長分別為3.5%和7%。

　　該研究報(bào)告覆蓋應(yīng)用于汽車行業(yè)的直流伺服電機(jī)、永磁無刷直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)(牽引電機(jī)除外)，應(yīng)用領(lǐng)域包括：傳動(dòng)/底盤系統(tǒng)、氣流、制動(dòng)、自適應(yīng)頭燈、電動(dòng)后視鏡、表盤、電動(dòng)鎖，雨刷系統(tǒng)以及部分其他電動(dòng)汽車系統(tǒng)。

無刷電機(jī)及有刷電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)對比

無刷電機(jī)的特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
a) 電子換向來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械換向，性能可靠、永無磨損、故障率低，壽命比有刷電機(jī)提高了約6倍，代表了電動(dòng)車的發(fā)展方向；
b) 屬靜態(tài)電機(jī)，空載電流小；
c) 效率高；
d) 體積小。

缺點(diǎn)：
a) 低速起動(dòng)時(shí)有輕微振動(dòng)，如速度加大換相頻率增大，就感覺不到振動(dòng)現(xiàn)象了；
b) 價(jià)格高，控制器要求高；
c) 易形成共振，因?yàn)槿魏我患|西都有一個(gè)固有振動(dòng)頻率，如果無刷電機(jī)的振動(dòng)頻率與車架或塑料件的振動(dòng)頻率相同或接近時(shí)就容易形成共振現(xiàn)象，但可以通過調(diào)整將共振現(xiàn)象減小到最小程度。所以采用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車有時(shí)會(huì)發(fā)出一種嗡嗡的聲音是一種正常的現(xiàn)象。
d) 腳踏騎行時(shí)較費(fèi)力，最好是電力驅(qū)動(dòng)與腳踏助力相結(jié)合。
 
有刷電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
a) 變速平穩(wěn)，幾乎感覺不到振動(dòng)；
b)溫升低，可靠性好；
c) 價(jià)格低，所以被較多廠家選用。
 
缺點(diǎn)：
a) 碳刷易磨損，更換較為麻煩，壽命短；
b) 運(yùn)行電流大，電機(jī)磁鋼易退磁，降低了電機(jī)與電池的作用壽命。