直流无刷电机(Brushless DC Motor,BLDC)是一种基于电子换向技术的高效电机,具有长寿命、低噪音和高功率密度的特点。相比于传统有刷直流电机,去掉了物理电刷和换向器,提高了寿命。配合FOC控制可以实现任意角度最大扭矩输出,大大提高了电机效率。而且无刷电机采用正弦波控制可以降低纹波噪声,使电机运转更为平滑稳定,随着其性能优势和价格的降低,当前在很多场合已开始逐步推广应用。
机械结构有定子,转子和传感器。定子通常为三相绕组线圈(星形或三角形连接),固定在电机外壳。转子由永磁体(如钕铁硼)构成,无需电刷或机械换向器。在有传感器控制中,霍尔传感器或编码器用于检测转子位置,辅助电子换向。在无传感器控制中,使用反电动势检测来判断转子位置,辅助电子换向。

通过控制器(如MCU或专用驱动芯片)驱动逆变电路驱动无刷电机,根据转子位置信息配合核心处理器计算,按顺序切换定子绕组的电流方向,产生旋转磁场,驱动永磁转子同步旋转。其本质是控制磁场方向,通过电磁感应驱动转子。
控制核心配合三相逆变器驱动:由6个MOSFET/IGBT开关构成三相全桥控制。驱动回路图如下:
