产业用无刷直流电机

（m/min），F为恒张力（N），最大转矩Tmax（N·m），负载功率P=FV/60（W）。
4-无刷直流电动机特点
*容量范围大:标准品可达400kW,更大容量可以订制.
*电压种类多:直流供电,交流高低电压均不受限制.
*低频转矩大:低速可以达到理论转矩输出,激活转矩可以达到两倍或更高.
*高精度运转:不超过1 rpm.(不受电压变动或负载变动影响).
*高效率:所有调速装置中效率最高,比传统直流电机高出5~30%.
*调速范围:简易型/通用型(1:10),高精度型(1:100),伺服型.
*过载容量高:负载转矩变动在200%以内输出转速不变.
*体积弹性大:实际比异步电机尺寸小,可以做成各种形状.
*可设计成外转子电机(定子旋转).
*转速弹性大:可以几10转到106转.
*制动特性良好,可以选用四象限运转.
*可设计成全密闭型,IP-54,IP-65,防爆型等均可.
*允许高频度快速激活,电机不发烫.
*通用型产品安装尺寸与一般异步电机相同,易于技术改造.
5二种电机在不同控制方式下的比较二种电机在不同控制方式下的效率比较如图5所示 
图5  二种电机在不同控制方式下的效率比较
6--依托无刷直流电动机
 图6-依托无刷直流电动机的外形图
无刷直流电动机具有高效率,高精度,高转矩三高特性,能够轻松取代带速反馈的进口矢量控制变频器(或直接转矩控制),变频电机,直流有刷电机等;同时也可以取代不需高精度定位的伺服控制器,外形图如图6所示。是目前产业自动化与节电现代化的最重要驱动装置之一。.
无刷直流电机产品规范
容量范围: ~ 400 kW
极    数:2 ~ 48 极
电    压:直流电压,电瓶电压,单相,三相交流高低压可选.
频    率:50,60,400 Hz ,直流.
框    号:标准品45~355M,非标产品欢迎订制.
保护方式:IP-44/IP-54
速度指令:电位器,0~5V,4~20mA,RS-485
加减速时间:0.1 ~ 120S
绝缘等级:B级绝缘(F极可选)
控制方式:PWM (载波频率2~18 K Hz)
最低转速:通用型150rpm,高精度型可更低.
最高转速:100 ~ 30,000 rpm可选.
转速精度:±1 rpm/最高转速
调速范围:1:10,高精度型1:100.
最大转矩:150%.
转矩特性:恒转矩输出特性
激活转矩:通用型:200%,电瓶车:400%,牵引电机:600%.
制动转矩:20%以上,更高能力可选.
返馈装置:三相霍尔(相差120°).高精度及伺服型用光码盘.
基本功能:正反转,多段速度.
7--无刷直流电机与传统直流有刷电机的比较
   无刷直流电机因为没有碳刷与换向器,所以没有维修与保养的需要;由于采用永磁转子,没有激磁损耗的问题,综合效率高出10~20%左右(依据功率大小而定),低速转矩更大,激活转矩可达额定3倍,转速精度可达1/3000,不受电压与负载变动的影响.电机可以做成密闭型

或防尘防爆型等结构.因此能够完全取代传统有刷直流电机,而且运转费用更低,没有保养维修的烦恼，无刷直流与有刷直流及欧盟CEMED标准的效率比较请参见图7。. 
 
图7  各种直流电机效率比较图
8 无刷直流电机与异步机加变频器的比较
    虽然当今交流变频调速非常普遍,但是变频调速受限于异步电机的低效率,电机运转在低速时转矩变小,谐波损耗大,速度变动率大,动态性能不佳等缺失;虽然采用速度死循环矢量控制或直接转矩控制变频器时其可以满足性能需要,但是购置费用偏高,而且异步电机的效率,功因,低速发热仍然无法改善.
我们在注塑机行业与变频器节能改造作比较,无刷直流电机的综合节电率比交流变频要高出20%以上,注塑机没有降低生产速度(变频器降低约3%),电机温升相差20℃.
    在风机水泵压缩机的负载上应用,功率--速度曲线实际上应该达到三次方关系,但使用变频器驱动异步电机其曲线可能只有平方比例或稍差;采用无刷直流电机驱动其曲线可以接近三次方曲线特性,节电效果更好.
 典型高效率异步电机及变频器驱动后的效率曲线图如图8所示   
 
图8   效率曲线比较图
①BLDCM （无刷直流电动机）
②高效率异步机
③一般异步机
④无刷直流电机控制器
⑤变频器
参考文献     
[1]许大中.晶闸管无换向器电机[M].北京:科学出版社,1984
[2] 张琛. 直流无刷电动机原理及应用[M]. 北京: 机械工业出版社， 
 作者简介
戴政耀 男  台湾普传股份有限公司总经

《产业用无刷直流电机(第4页)》