早在上世紀(jì)誕生電機(jī)的時(shí)候，發(fā)生的實(shí)用性電機(jī)就是無刷形式，即交流鼠籠式異步電念頭，這種電念頭得到廣泛的應(yīng)用。又稱無換向器電機(jī)。跟著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)直流電機(jī)的要求也就越來越高，有接觸的機(jī)械換向裝置限制了有刷直流電機(jī)在很多場(chǎng)合中的應(yīng)用。為了取代有刷直流電機(jī)的電刷－換向器結(jié)構(gòu)的機(jī)械接觸裝置，人們?cè)鴮?duì)此作過長(zhǎng)期的探索。

法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，1831 年。但是異步電念頭有很多無法克服的缺陷，以致電機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢。本世紀(jì)中葉誕生了晶體管，因而采用晶體管換向電路代替電刷與換向器的直流無刷電機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生了這種新型無刷電機(jī)稱為電子換向式直流電機(jī)，克服了第一代無刷電機(jī)的缺陷。從 19 世紀(jì) 40 年代研制勝利第一臺(tái)直流電機(jī)，經(jīng)由大約 17 年的時(shí)間，直流電機(jī)技術(shù)才趨于成熟。奠定了現(xiàn)代電機(jī)的基本理論基礎(chǔ)。直流無刷電機(jī)是指無電刷和換向器 ( 或集電環(huán) ) 電機(jī)，直流無刷電機(jī)是由電念頭主體和驅(qū)動(dòng)器組成。 1915 年，美國(guó)人 Langnal 發(fā)明了帶控制柵極的汞弧整流器，制成了由直流變交流的逆變裝置。 20 世紀(jì) 30 年代，有人提出用離子裝置實(shí)現(xiàn)電機(jī)的定子繞組按轉(zhuǎn)子位置換接的所謂換向器電機(jī)，但此種電機(jī)因?yàn)榭煽啃圆睢⑿实汀⒄麄€(gè)裝置輕盈又復(fù)雜而無實(shí)用價(jià)值。

一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

為了克服這些弊端，人們采用了離心裝置的換向器，或采用在定子上放置輔助磁鋼的方法來保證電機(jī)可靠地起動(dòng)。帶來了電力半導(dǎo)體技術(shù)的奔騰。題目在于，首先，當(dāng)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)，信號(hào)繞組內(nèi)不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，晶體管無偏置，功率繞組也就無法饋電，所以這種無刷直流電機(jī)沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；其次，因?yàn)樾盘?hào)電動(dòng)勢(shì)的前沿陡度不大，晶體管的功耗大。半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，使人們對(duì) 1879 年美國(guó)人霍爾發(fā)現(xiàn)的霍爾效應(yīng)再次發(fā)生愛好，經(jīng)由多年的努力，終于在 1962 年試制成功了借助霍爾元件（霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)子位置傳感器）來實(shí)現(xiàn)換相的無刷直流電機(jī)。此基礎(chǔ)上，德國(guó)人 R Hanitsch 試制勝利借助數(shù)字式環(huán)形分配器和過零鑒別器的組合來實(shí)現(xiàn)換相的無位置傳感器無刷直流電機(jī)。 ⒛世紀(jì) 60 年代初期，接近開關(guān)式位置傳感器、電磁諧振式位置傳感器和高頻耦合式位置傳感器接踵問世，之后又泛起了磁電耦合式和光電式位置傳感器。但前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而后者需要附加的起動(dòng)脈沖。 1968 年，德國(guó)人 W Miesling 提出采用電容移相實(shí)現(xiàn)換相的新方法。試制各種類型的位置傳感器的同時(shí)，人們?cè)噲D尋求一種沒有附加位置傳感器結(jié)構(gòu)的無刷直流電機(jī)。 1955 年，美國(guó)人 Harrison 首次提出了用晶體管換相線路代替電機(jī)電刷接觸的思惟，這就是無刷直流電機(jī)的雛形。由功率放大部門、信號(hào)檢測(cè)局部、磁極體和晶體管開關(guān)電路等組成，其工作原理是當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，信號(hào)繞組中感應(yīng)出周期性的信號(hào)電動(dòng)勢(shì)，此信號(hào)電動(dòng)勢(shì)分別使晶體管輪流導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)換相。 ⒛世紀(jì) 70 年代初期，又試制成功了借助比霍爾元件的敏捷度高千倍左右的磁敏二極管實(shí)現(xiàn)換相的無刷直流電機(jī)。開關(guān)型晶體管的研制勝利，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展。其后，經(jīng)由反復(fù)的試驗(yàn)和不斷的實(shí)踐，人們終于找到用位置傳感器和電子換相線路來代替有刷直流電機(jī)的機(jī)械換向裝置，從而為直流電機(jī)的發(fā)展開辟了新的途徑。 為創(chuàng)造新型直流電機(jī) 無刷直流電機(jī)帶來了氣憤但愿。

直流無刷電機(jī)的意義

推動(dòng)了電動(dòng)汽車的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境和能源的日益關(guān)注。加速了世界強(qiáng)國(guó)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。目前電池技術(shù)制約下，如何提高電能效率、提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛歷程，電動(dòng)汽車行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。無刷直流電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、效率高、能量密度大、過載能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、平安可靠，電動(dòng)汽車的理想驅(qū)動(dòng)電機(jī)。無刷直流電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)提高電動(dòng)汽車性能、促進(jìn)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展、使我國(guó)電動(dòng)汽車行業(yè)趕超世界先進(jìn)水平具有積極的促進(jìn)作用。

直流無刷電機(jī)的先進(jìn)性

另外，通用電機(jī)的最大效率點(diǎn)均設(shè)計(jì)在額定點(diǎn)四周，當(dāng)負(fù)載偏離額定點(diǎn)時(shí)，電機(jī)效率急劇下降，影響了車輛的續(xù)駛里程。 因此電機(jī)的起念頭能、加速機(jī)能、低速時(shí)的效率、制動(dòng)時(shí)的能量再生能力、電機(jī)的過載能力、電機(jī)的能量密度、電機(jī)可靠性對(duì)電動(dòng)車輛尤為重要，衡量電動(dòng)車輛電機(jī)的重要指標(biāo)。開關(guān)磁阻電機(jī)在低速時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)矩，但效率偏低，永磁同步電機(jī)具有較高的效率，但低速時(shí)轉(zhuǎn)矩?zé)o法晉升。通用電機(jī)的負(fù)載特性為恒負(fù)載特性，而電動(dòng)車輛特性為變負(fù)載特性，兩者特性不匹配，影響了電機(jī)出力，進(jìn)而影響了電動(dòng)車輛機(jī)能。目前電動(dòng)車輛還沒有專用電機(jī)可選，只能選用通用電機(jī)，如直流串激電機(jī)、直流并激電機(jī)、永磁直流電機(jī)、異步電機(jī)等。只有無刷直流電機(jī)具備了以上電機(jī)的所有長(zhǎng)處，具有串激直流電機(jī)的低速轉(zhuǎn)矩晉升功能、并激直流電機(jī)的調(diào)速機(jī)能、永磁同步電機(jī)的高效特性和接近異步電機(jī)的可靠性，非常適合電動(dòng)車輛的需要。車輛大部門時(shí)間處于啟動(dòng)、加速、制動(dòng)的工作狀態(tài)，電動(dòng)車輛主要用于城市交通。無刷直流電機(jī)的現(xiàn)狀

目前無刷直流電機(jī)研究剛剛起步，主要集中在高等學(xué)校，如浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)等，均在進(jìn)行 1.5kw 以下樣機(jī)的研究試驗(yàn)，清華大學(xué)正在做 15KW 電機(jī)的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，中科院正在做 28 KW 電機(jī)的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。 。無刷直流電機(jī)是三種電機(jī)的集合，電機(jī)發(fā)展的高層次產(chǎn)品，代表電機(jī)的發(fā)展方向。國(guó)三種電機(jī)的出產(chǎn)分工較為明確，電機(jī)分為直流電機(jī)、同步電機(jī)和異步電機(jī)。國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)無刷直流電機(jī)的研制與中國(guó)大體相稱，但像美國(guó)、日本在無刷直流電機(jī)控制方面比中國(guó)提高前輩。企業(yè)中出產(chǎn)高機(jī)能、大容量這種電機(jī)的廠家還沒有，只有出產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、機(jī)能較低、容量在 0.2KW 以下、用于電動(dòng)自行車電機(jī)的廠家。