直流无刷风扇课程01(无刷原理说明)

直流無刷風扇課程
馬達及基本電性部分
何謂直流無刷馬達?

所謂直流無刷馬達，指的就是具備磁極轉子， 並由無接觸式方式，檢測出轉子位置的馬達； 簡單的說，就是將電刷所做的機械整流動作， 改以電子元件與功率轉換元件所做成的馬達。
馬達基本原理示意圖
馬達感應比較圖


圖左為碳刷式馬達，利用機構接觸來達到磁極 轉換的目的。 圖右為無刷式馬達，利用霍爾或其他電子感測 元件做『無接觸式』的轉換。
整流之進化
整流機構（轉子磁極 檢知） 元件電子工 學 信號元件 無 電晶體 HOTCA PU-LA 霍耳元件霍 耳IC Gate Array 專用IC 功率元件 無
流動
電動機型態 方式 電刷電動機 機械 發振 檢出元件 電刷＋整 流子
線圈＋鐵板
進化過程 無刷電動機
ห้องสมุดไป่ตู้
光
光＋快門板
磁氣 無感測器電 動機
磁氣元件
電晶體 FET IGBT
電子計算
無
直流無刷馬達的特徵

1. 2. 3. 4.
直流無刷馬達的特徵為兼備DC馬達的高度可 控制性，與AC馬達的長壽命兩個優點。其特 性如下所列： 優點： 無須保養：為家電製品用馬達的必要條件。 體積輕巧：可滿足機器小型化、精密化。 高可控性：在機器多功能化上所不可缺的功 能。 低噪音：產生噪音及雜訊小，對其它機器不 良影響較小。
續，直流無刷馬達的特徵
1.
缺點： 單價高：需要檢測元件，轉換元件或其它電 子式控制迴路。 電源需轉換：家庭用電源為交流電源，使用 上需轉換為直流電源，在電力轉換上容易產 生額外的問題。
2.
直流無刷馬達運轉原理

根據安培定則（亦稱〝右手螺旋定則〞或〝拇 指定則〞），導體通過電流，周圍會產生磁場， 若將此導體置於另一固定磁場中，則將產生吸 力或斥力，造成物體移動。
單相
雙相(以此類推)
Permanent Magnet
四、運轉說明

矽鋼片產生不同磁極，此磁極與橡膠永久磁鐵 產生吸斥力。當吸斥力大於風扇的靜摩擦力時， 扇葉自然轉動。由於霍爾感應元件提供同步信 號，扇葉因此得以持續運轉，至於其運轉方向， 可藉由弗來明定則來判斷。
弗來明定則

如圖所示，大姆指表示運動方向，導體在與磁 力線垂直方向由內往外移動，則其電流會由右 向左流出。
由碳刷馬達到無刷馬達

由有刷到無刷，少了碳刷的摩擦，增加了直流 馬達的效能，也減少了因碳刷摩擦產生火花所 帶來的危機，進而採用電子電路元件代替機械 元件的整流工作，無刷馬達在控制上也就具有 更多樣的選擇了。
續，由碳刷馬達到無刷馬達

以無接觸檢知轉子位置的方法，能捉住在空間 傳輸的光、音、電場、磁場及熱度變化就可以。 目前無論在特性面、實裝面上、最優秀而能達 到此一目的為霍耳IC。
轉速 V.S. 轉矩曲線

轉速 V.S. 轉矩曲線：
一、說明，安培定則
1.
2.
安培定則一般它被表述為： 直線電流的磁場：用右手握住導線，讓伸直 的大拇指指向電流的方向，弩由約四指所指 的方向就是磁感線繞行的方向。 環形電流的磁場：讓右手彎曲的四指和環形 電流的方向一致，則伸直的大拇指所指的方 向就是環形導線心軸線上磁感線的方向（或 伸直的大拇指所指出的一側為環形電流的北 極N）。
續，一
3.
通電螺線管的磁場：用右手握住螺線管，讓 彎曲的四指與電流繞行方向一致，則伸直的 大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的 方向（或伸直的大拇指所指的那端就是螺線 管的北極N）。
二、轉子部分

在直流風扇的扇葉部分(即轉子部分)，裝置一 事先充有磁性之永久磁鐵。
三、定子部分

在矽鋼片軸心部份纏繞著兩組線圈，並使用霍 爾感應元件作為同步偵測裝置，控制電子電路， 該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。