電機(jī)作為機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換裝置,應(yīng)用范圍已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域以及人們的日常生活。直流有刷電機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn),但最大的缺點(diǎn)是電刷容易磨損,運(yùn)行壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如無(wú)刷交流電機(jī)、交流同步電機(jī)等。針對(duì)傳統(tǒng)直流有刷電機(jī)的弊病,早在20世紀(jì)30年代就有人開(kāi)始研制以電子換向代替電刷機(jī)械換向的永磁直流電機(jī)。70年代以來(lái),隨著電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展,許多高性能半導(dǎo)體功率器件相繼出現(xiàn)和高性能永磁材料的問(wèn)世,均為永磁直流無(wú)電機(jī)的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。永磁直流無(wú)刷電機(jī)有交流異步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和直流有刷電機(jī)等不具備的優(yōu)點(diǎn),一般適合用直流有刷電機(jī)的場(chǎng)合,基本上都可以用永磁直流無(wú)刷電機(jī)所替代。
永磁直流無(wú)刷電機(jī)主要有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)具有很好的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性,可以替代直流有刷電機(jī)調(diào)速、變頻電機(jī)調(diào)速、異步電機(jī)加減速器調(diào)速。
(2)可以低速大功率運(yùn)行,省去減速器,直接動(dòng)大的負(fù)載。
(3)具有傳統(tǒng)直流有刷電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又取消了電刷、集電環(huán)結(jié)構(gòu)。
(4)轉(zhuǎn)矩特性?xún)?yōu)異,中、低速轉(zhuǎn)矩性能好,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,啟動(dòng)電流小。
(5)無(wú)級(jí)調(diào)速,調(diào)速范圍廣,過(guò)載能力強(qiáng)。
(6)體積小、質(zhì)量輕、出力大。
(7)軟啟軟停、制動(dòng)特性好,可省去原有的機(jī)械制動(dòng)或電磁制動(dòng)裝置。
(8)電機(jī)本身沒(méi)有勵(lì)磁損耗和電刷損耗,效率高,綜合節(jié)電效果好。
(9)可靠性高、穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)、維修與保養(yǎng)簡(jiǎn)單。
(10)耐顛簸震動(dòng)、噪聲低、震動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平滑、壽命長(zhǎng)。
(11)不產(chǎn)生火花,特別適合公共場(chǎng)所,抗干擾,安全性能好。
永磁直流無(wú)刷電機(jī)廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍事、航天、辦公機(jī)械、計(jì)算機(jī)、音響、通風(fēng)設(shè)備、家用空調(diào)、自動(dòng)控制、儀器儀表、汽車(chē)等領(lǐng)域,在計(jì)算機(jī)中光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)等大量使用了非常精密、形式不一的永磁直流無(wú)刷電機(jī)。
目前電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、微型電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī),絕大多數(shù)采用了永磁直流無(wú)刷電機(jī)。電動(dòng)自行車(chē)用永磁直流無(wú)刷電機(jī),全國(guó)每年產(chǎn)量達(dá)數(shù)千萬(wàn)臺(tái),也有年產(chǎn)達(dá)數(shù)百萬(wàn)臺(tái)的電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)廠(chǎng)家?,F(xiàn)在觀光車(chē)、游覽車(chē)、叉車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)中也逐步應(yīng)用永磁直流無(wú)刷電機(jī),電動(dòng)車(chē)用永磁直流無(wú)刷電機(jī)是使用最廣泛、產(chǎn)量最高的一類(lèi)永磁直流無(wú)刷電機(jī)。
永磁直流無(wú)刷電機(jī)越來(lái)越受到重視,它不但能代替一般的永磁直流有刷電機(jī)使用,而且在數(shù)控機(jī)床、加工中心、智能機(jī)器人等要求高精度的應(yīng)用場(chǎng)合得到廣泛使用。永磁直流無(wú)刷電機(jī)在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可以獲得較高的效率,更適合家電變頻調(diào)速的需要,在空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等產(chǎn)品中,逐步由常規(guī)的單相異步電機(jī)轉(zhuǎn)向永磁直流無(wú)刷電機(jī)變頻調(diào)速。因此永磁直流無(wú)刷電機(jī)具有廣闊的發(fā)展前景。
隨著控制器的小型化、模塊化,以前做得較大的控制器現(xiàn)在可以做得更小,有的可以和電機(jī)做在一起,使永磁直流無(wú)刷電機(jī)使用起來(lái)非常方便。研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)永磁直流無(wú)刷電機(jī)是一種新的趨勢(shì),這方面的論著也比以往多了起來(lái)。