致動器與驅動

無刷直流馬達

無刷直流馬達是普通直流馬達的高性能表親,把那會磨損、會打火的電刷給扔掉了。讓你無人機螺旋槳轉動、硬碟碟片旋轉、許多電動車輪子轉起來的,正是它。沒有相互摩擦、會被磨掉的部件,它運轉得更乾淨、更安靜、更涼,壽命也長得多——往往能用上數萬小時。

巧妙之處在於它怎樣做到不用電刷。普通直流馬達裡,電刷靠機械方式在恰當時刻翻轉電流,好讓馬達一直轉。無刷馬達把這樁活從馬達裡挪到了電子電路裡:永磁體如今裝在旋轉的那一部分上,線圈固定在馬達外殼上,一塊小電路按正確的順序、在正確的瞬間切換流過各線圈的電流,把磁體一圈圈拉著轉。這種電子式的切換叫換向,所以無刷直流馬達又叫電子換向馬達。麻煩之處是它沒法直接接上電池就轉——它任何時候都離不開那塊驅動電路。

因為時序由電子電路掌管,而不是靠拖著的電刷,無刷馬達能在同樣的體積和重量裡榨出更大的扭矩和轉速,更少的能量白白變成熱,還能被極為精細地控制。正是這些好處,讓它在凡是看重效率、功率重量比或長壽命的地方都唱主角——從安靜的吊扇,到競速無人機,到機器人關節。代價是複雜和成本:你不只為馬達本身買單,還得為驅動器裡的那份「腦子」付錢。

一架競速無人機用四個小型無刷直流馬達。每個都配著自己的電子調速器,它每秒上千次地微調電流,讓馬達精確達到飛控所要求的那個推力。

沒有會磨損的電刷——所以無人機馬達能在全功率下尖嘯著飛上數千個架次。

名字裡的「直流」其實有點誤導:驅動器實際上把電源切成一段段交替的脈衝送進各線圈。無刷直流馬達本質上是一台帶著自己一套逆變控制邏輯的交流馬達。

又稱
BLDCelectronically commutated motorECM无刷电机無刷馬達