无刷直流电机并不是单一的电机本身,而是由电机、开关电路、位置传感器和控制器等组成的小型控制系统。
①无刷直流电机电动机部分结构和经典的交流永磁同步电机相似,其定子上有多相绕组,转子上镶嵌有永磁体磁钢,通常有外转子和内转子两种结构,由于其无电刷和换向器(或集电环),又称无换向器电机。②无刷直流电机的开关电路通常由逆变桥构成。③位置传感器用于检测出转子磁场轴线和定子相绕组轴线的相对位置,决定每一时刻相绕组的导电状态,即决定电子驱动器的功率开关器件的导通/关断状态,此外,也有通过无位置传感器技术获得电机转子的实时位置,实现对无刷直流电机的控制(见图)。
无刷直流电机既具有传统直流电机的优点,如较好的机械特性和调节特性,同时,该电机采用逆变桥代替了电刷,没有电刷和换向器的火花、磨损问题,可工作于高速状态,可靠性较高,工作寿命长,无须经常维护,但是需要转子位置反馈信息和电子多相逆变驱动器。此外,无刷直流电机采用永磁体产生气隙磁场,功率因数高,转子的损耗和发热低,有较高的效率,因此在同等功率等级下,其效率一般高于传统异步电机。
无刷直流电机的应用领域覆盖工业自动化、办公自动化、家居自动化,其功率范围已经突破低微功率界限,设计生产能力从毫瓦级直至数百千瓦。在许多电机应用领域的竞争中,永磁无刷直流电动机已经取代永磁有刷直流电机。