無刷直流永磁電動機與有刷直流永磁電動機的異同及適用性

典型的內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的無刷直流永磁電動機（BLDC）與其相對應(yīng)的傳統(tǒng)有刷直流永磁電動機（PMDC)相比較，由于消除了電/換向器的機械接觸，原先在里面的旋轉(zhuǎn)電樞變成外面的靜止電樞，原先在外面的靜止永磁體磁極卻變成了里面的旋轉(zhuǎn)永磁體轉(zhuǎn)子。        

無刷直流永磁電動機與有刷直流永磁電動機性

能對比分析

無刷直流永磁電動機（以下簡稱BLDC）與有刷直流永磁電動機（以下簡稱PMDC）的一般性比較，主要從換向、維護(hù)、機械特性、效率、體積功率等11個方面進(jìn)行對雙分析。

●換向

BLDC借助轉(zhuǎn)子位置傳感器實現(xiàn)電子換向；

P

MDC由電刷和換向器進(jìn)行機械換向。

●維護(hù)

BLDC由于沒有電刷和換向器，很少需要維護(hù)

PMDC需要周期性維護(hù)

●機械（速度/力矩特性

BLDC平（硬），在負(fù)載條件下能在所有速度上運行；

PMDC中等平（中等硬），在較高速度上運行時，電刷摩擦增加，有用力矩減小。

●效率

BLDC由于沒有電刷壓降，所以效率高；

PMDC中等。

●輸出功率/外形尺寸之比

BLDC由于電樞繞組設(shè)置在與機殼相連的定子上，容易散熱。這種優(yōu)異的熱傳導(dǎo)特性允許減小電動機的尺寸，所以輸出功率外形尺寸之比高；

PMDCM中等/低。電樞產(chǎn)生的熱量消散在氣隙內(nèi)，這樣增加了氣隙溫度，從而限制了輸出功率外形尺寸之比。

●轉(zhuǎn)動慣量

BLDC轉(zhuǎn)動慣量低。因為永磁體設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，改善了動態(tài)響應(yīng)；

PMDCM轉(zhuǎn)動慣量高，限止了動態(tài)特性。

●速度范圍

BLDC比較寬。沒有電/換向器給于的機械限制；

PMDC比較窄，存在電刷給于的機械限制。

●電氣噪聲

BLDC低；PMDC電刷的電弧將對附近的設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。

●制造價格

BLDC比較高，PMDC比較低。

●控制

BLDC控制復(fù)雜且價格較貴；PMDC控制簡單和價格適宜。

●控制要求

BLDC：為了使電動機運轉(zhuǎn)必須要有控制器，但同樣的控制器可用于變速控制；

PMDC：對于一個固定的速度而言，不需要控制器；有變速要求的時候才需要控制器。

●綜合情況對比

當(dāng)然，在那些短時工作的，或者工作壽命不長的應(yīng)用場合，甚至在某些宇航技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，沒有控制器的有刷直流永磁電動機，只要借助現(xiàn)代科技和先進(jìn)制造技術(shù)就能夠完善地解決電刷換向器的機械接觸問題，它將具有比無刷直流永磁電動機更高的運行可靠性，而成為用戶優(yōu)先選用的產(chǎn)品。

永磁直流電機故障檢查和分析

直流電動機是將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的電動機。由于直流電動機具有良好的調(diào)速性能，在電力拖動中被廣泛應(yīng)用，直流電動機的常見故障及其檢查判定方法。

電樞繞組接地故障

電樞繞組接地故障是直流電動機繞組最常見的故障。電樞繞組接地故障一般常發(fā)生在槽口處和槽內(nèi)底部，對其的判定可采用絕緣電阻表法或校驗燈法。

電樞繞組短路故障

用絕緣電阻表測量電樞繞組對機座的絕緣電阻時，如阻值為零則說明電樞繞組接地；采用毫伏表法進(jìn)行判定時，若被測換向片與電動機軸之間有一定電壓數(shù)值，則說明該換向片所連接的繞組元件未接地；相反，若讀數(shù)為零，則說明該換向片所連接的繞組元件接地。

電樞繞組短路故障

若電樞繞組嚴(yán)重短路，會將電動機燒壞。若只有個別線圈發(fā)生短路時，電動機仍能運轉(zhuǎn)，只是使換向器表面火花變大，電樞繞組發(fā)熱嚴(yán)重，若不及時發(fā)現(xiàn)并加以排除，則最終也將導(dǎo)致電動機燒毀。因此，當(dāng)電樞繞組出現(xiàn)短路故障時，就必須及時予以排除。

電樞繞組短路故障主要發(fā)生在同槽繞組元件的匝間短路及上下層繞組元件之間的短路，查找短路的常用方法有：

①  路測試器法。將短路測試器接通交流電源后，置于電樞鐵心的某一槽上，將斷鋸條在其他各槽口上面平行移動，當(dāng)出現(xiàn)較大幅度的振動時，則該槽內(nèi)的繞組元件存在短路故障。

② 毫伏表法。將6.3V交流電壓（用直流電壓也可以）加在相隔K/2或K/4換向片上（K為換向片數(shù)），用毫伏表的兩支表筆依次接觸到換向器的相鄰兩換向片上，檢測換向器片間電壓。

在檢測過程中，若發(fā)現(xiàn)毫伏表的讀數(shù)突然變小，則說明與該兩換向片相連的電樞繞組元件有匝間短路。若在檢測過程中，各換向片問電壓相等，則說明沒有短路故障。

電樞繞組斷路故障

這也是直流電動機常見故障之一。實踐經(jīng)驗表明，電樞繞組斷路點一般發(fā)生在繞組元件引出線與換向片的焊接處。造成的原因有：一是焊接質(zhì)量不好，二是電動機過載、電流過大造成開焊。這種斷路點一般較容易發(fā)現(xiàn)，只要仔細(xì)觀察換向器升高片處的焊點情況，再用螺釘旋緊或鑷子撥動各焊接點，即可發(fā)現(xiàn)。

若斷路點發(fā)生在電樞鐵心槽內(nèi)部，或者不易發(fā)現(xiàn)的部位，則可用毫伏表檢查，將6~12V的直流電源連接到換向器上相距K/2或K/4的兩換向片上，用毫伏表測各相鄰兩換向片間的電壓，并逐步依次進(jìn)行測量。有斷路的繞組所連接的兩換向片被毫伏表跨接時，有讀數(shù)指示，而且指針發(fā)生劇烈跳動。若毫伏表跨接在完好的繞組所連接的兩換向片上時，指針將無讀數(shù)指示。