電機(jī)作為機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換裝置,應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域以及人們的日常生活。直流有刷電機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn),但最大的缺點(diǎn)是電刷容易磨損,運(yùn)行壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如無刷交流電機(jī)、交流同步電機(jī)等。針對傳統(tǒng)直流有刷電機(jī)的弊病,早在20世紀(jì)30年代就有人開始研制以電子換向代替電刷機(jī)械換向的永磁直流電機(jī)。70年代以來,隨著電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展,許多高性能半導(dǎo)體功率器件相繼出現(xiàn)和高性能永磁材料的問世,均為永磁直流無電機(jī)的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。永磁直流無刷電機(jī)有交流異步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和直流有刷電機(jī)等不具備的優(yōu)點(diǎn),一般適合用直流有刷電機(jī)的場合,基本上都可以用永磁直流無刷電機(jī)所替代。
永磁直流無刷電機(jī)主要有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)具有很好的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性,可以替代直流有刷電機(jī)調(diào)速、變頻電機(jī)調(diào)速、異步電機(jī)加減速器調(diào)速。
(2)可以低速大功率運(yùn)行,省去減速器,直接動(dòng)大的負(fù)載。
(3)具有傳統(tǒng)直流有刷電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又取消了電刷、集電環(huán)結(jié)構(gòu)。
(4)轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)異,中、低速轉(zhuǎn)矩性能好,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,啟動(dòng)電流小。
(5)無級調(diào)速,調(diào)速范圍廣,過載能力強(qiáng)。
(6)體積小、質(zhì)量輕、出力大。
(7)軟啟軟停、制動(dòng)特性好,可省去原有的機(jī)械制動(dòng)或電磁制動(dòng)裝置。
(8)電機(jī)本身沒有勵(lì)磁損耗和電刷損耗,效率高,綜合節(jié)電效果好。
(9)可靠性高、穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)、維修與保養(yǎng)簡單。
(10)耐顛簸震動(dòng)、噪聲低、震動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平滑、壽命長。
(11)不產(chǎn)生火花,特別適合公共場所,抗干擾,安全性能好。
永磁直流無刷電機(jī)廣泛應(yīng)用于國防軍事、航天、辦公機(jī)械、計(jì)算機(jī)、音響、通風(fēng)設(shè)備、家用空調(diào)、自動(dòng)控制、儀器儀表、汽車等領(lǐng)域,在計(jì)算機(jī)中光盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤等大量使用了非常精密、形式不一的永磁直流無刷電機(jī)。
目前電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、微型電動(dòng)汽車的電機(jī),絕大多數(shù)采用了永磁直流無刷電機(jī)。電動(dòng)自行車用永磁直流無刷電機(jī),全國每年產(chǎn)量達(dá)數(shù)千萬臺(tái),也有年產(chǎn)達(dá)數(shù)百萬臺(tái)的電動(dòng)自行車電機(jī)廠家。現(xiàn)在觀光車、游覽車、叉車、電動(dòng)汽車中也逐步應(yīng)用永磁直流無刷電機(jī),電動(dòng)車用永磁直流無刷電機(jī)是使用最廣泛、產(chǎn)量最高的一類永磁直流無刷電機(jī)。
永磁直流無刷電機(jī)越來越受到重視,它不但能代替一般的永磁直流有刷電機(jī)使用,而且在數(shù)控機(jī)床、加工中心、智能機(jī)器人等要求高精度的應(yīng)用場合得到廣泛使用。永磁直流無刷電機(jī)在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可以獲得較高的效率,更適合家電變頻調(diào)速的需要,在空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等產(chǎn)品中,逐步由常規(guī)的單相異步電機(jī)轉(zhuǎn)向永磁直流無刷電機(jī)變頻調(diào)速。因此永磁直流無刷電機(jī)具有廣闊的發(fā)展前景。
隨著控制器的小型化、模塊化,以前做得較大的控制器現(xiàn)在可以做得更小,有的可以和電機(jī)做在一起,使永磁直流無刷電機(jī)使用起來非常方便。研究、開發(fā)、生產(chǎn)永磁直流無刷電機(jī)是一種新的趨勢,這方面的論著也比以往多了起來。