直流无刷电机西玛电机应用前景展望

时间：2019-12-03 10:01

　　直流无刷电机是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机，直流无刷电机英文简称BLDC。区别于直流有刷电机，直流无刷电机不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势，是当今最理想的调速电机。

　　无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等

　　据西玛电机官方数据统计分析，2012到2017年间，应用于汽车行业的直流无刷电动机出货量将超过直流伺服电机和步进电机，销售将超过4.62亿台。汽车系统广泛使用电力驱动系统，为电动机制造企业带来了福利。

　　目前永磁无刷直流电机广泛应用于汽车中传动系统和底盘应用。主要的机械驱动应用(如动力转向、传动驱动和发动机冷却系统)越来越倾向于使用电力驱动，这也使得无刷直流电机的使用数量大大增多。其中，电机使用寿命和功率都是空间有限的传动系统和发动机冷却系统必须考虑的品质。

　　西玛电机分析师说到：“虽然直流伺服电机广泛应用于汽车领域，不过，其市场发展潜力却不及永磁直流无刷电机。直流无刷电机应用领域相对更新，今年以来也一直快速发展。插电式电动汽车销售的增长有望为无刷直流电机发货量提供更高的增长空间”。
 
　　直流伺服电机销售量有望在2017年前保持大幅增长，发货量超过2012年水平30%。直流伺服电机，永磁无刷直流电机的发展都有赖于电机载体--汽车数量的增加。

　　他还表示：“永磁无刷直流电机供应商因为整体汽车行业电机使用率升高而获益。然而，低端应用如(门锁、电动车窗)等直流伺服电机的销售远低于传动系统和底盘应用。”

　　西玛电机分析师说估计，2013年，接近60%的电机应用于传动系统和底盘应用，32%电机应用于汽车其他行业。其中，额定功率高于30瓦的电机平均销售价格比功率低于30瓦的售价高出三倍。因为价格的差异，动力系统和底盘应用的电机供应商能够比低端应用电机供应商获得更多收益。“

　　尽管直流伺服电机的使用随着在机电行业应用而普及，不过有预计认为，永磁无刷直流电机的销售在2012到2017年将超出直流伺服电机销量的两倍。西玛电机报告称直流伺服电机和永磁无刷直流电机销售各自的平均年增长分别为3.5%和7%。

　　该研究报告覆盖应用于汽车行业的直流伺服电机、永磁无刷直流电机和步进电机(牵引电机除外)，应用领域包括：传动/底盘系统、气流、制动、自适应头灯、电动后视镜、表盘、电动锁，雨刷系统以及部分其他电动汽车系统。

无刷电机及有刷电机优缺点对比

无刷电机的特点：
优点：
a) 电子换向来代替传统的机械换向，性能可靠、永无磨损、故障率低，寿命比有刷电机提高了约6倍，代表了电动车的发展方向；
b) 属静态电机，空载电流小；
c) 效率高；
d) 体积小。

缺点：
a) 低速起动时有轻微振动，如速度加大换相频率增大，就感觉不到振动现象了；
b) 价格高，控制器要求高；
c) 易形成共振，因为任何一件东西都有一个固有振动频率，如果无刷电机的振动频率与车架或塑料件的振动频率相同或接近时就容易形成共振现象，但可以通过调整将共振现象减小到最小程度。所以采用无刷电机驱动的电动车有时会发出一种嗡嗡的声音是一种正常的现象。
d) 脚踏骑行时较费力，最好是电力驱动与脚踏助力相结合。
 
有刷电机优缺点：
优点：
a) 变速平稳，几乎感觉不到振动；
b)温升低，可靠性好；
c) 价格低，所以被较多厂家选用。
 
缺点：
a) 碳刷易磨损，更换较为麻烦，寿命短；
b) 运行电流大，电机磁钢易退磁，降低了电机与电池的作用寿命。