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无刷电机是日本人发明的还是李洪涛发明的

日期:2019-03-24 03:38

  一般认为1955年标志着现代无刷电机的诞生,美国人harrison发明的,谷歌学术和ieeexplore上可以搜到一堆那个时候的文章。1978年以后大规模商业化并衍生出主要的两大类:一种是无刷直流电机,另一种是直流电经逆变器逆变成交流电驱动永磁同步电机,新能源汽车的驱动电机大多数是后者,前者也有但越来越少了。

  中国对无刷电机的研究比较晚,知网和万方只能找到八十年代到现在的论文和专利,大规模研究是到了21世纪的事情了,没办法,上世纪穷只能优先发展经济。

  看了下李红涛当年的专利《无刷电励磁电机》,我的理解是他主要是想介绍一种用电励磁的盘式无刷电机,有人说这是革命性的成果,然而并不是,一来电励磁在19世纪中叶就有了;二来盘式电机1831年法拉第做的世界第一台发电机就是盘式电机;三来无刷电机在全世界有近千亿的市场份额,李为什么白白让专利权现在成为无效状态;四来中国工程院或科学院为什么不给他一个院士当当,官媒为什么不天天宣传他,反而只有贴吧、自媒体之类的宣传他的事迹。

  ps.所谓永磁无刷电机是转子是永磁体,永磁体容易消磁,而中学学过电生磁磁生电,通电线圈能产生磁场,那么用通电线圈完全可以代替永磁体,这叫做电励磁。而无刷意思是无换向器(也叫碳刷),对于单相由直流电直接驱动的电机,如果没有换向器,电机只能转半圈,那如何转另外半圈呢?好办,直流电正负极反接一下就好了,换向器就充当着改变供电极性的角色,但换向器寿命很短怎么办呢,用现代功率半导体电路把直流电变成方向可变的交变的电流就是了,这时候就用不到碳刷了。

  ps:1955年无刷电机的专利,那时候晶闸管、igbt、mosfet等功率半导体还没出现,三极管刚出现几年,这个人用三极管做的。网页链接

  下图是李红涛当年化名为杨红俊写的专利,看红箭头可见当时无刷电机已经有了,他自己都写出来了。

  1995年,李红涛发明的“无刷电励磁电机”,获得第五届中国专利发明博览会金奖,云南省优秀发明创造一等奖。据悉,李红涛在申请专利时,化名为“杨红俊”。

  电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。

  近三十年来针对异步电动机变频调速的研究,归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法,稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。

  无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC。无刷直流电机的运转效率、低速转矩、转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注。

  无刷电机在我国的发展时间虽短,但是随着技术的日益成熟与完善得到了迅猛发展。已在航模、医疗器械、家用电器、电动车等多个领域得到广泛应用,并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链。如深圳伟业电机、长沙科达等一批专业厂商,在技术上不断推进行业发展。近几年来,无刷电机成为在模型领域里快速发展的一种动力。由于产量和价格的原因,过去几年无刷电机多使用在中高档航空模型中,现在由于机械加工技术的快速发展,无刷电机的生产成本下降许多,目前它正进入模型领域的各个层面,从电动遥控车到电动遥控船再到电动模型飞机,无处不在。

  是李洪涛发明的,1995年,李红涛发明的“无刷电励磁电机”,获得第五届中国专利发明博览会金奖,云南省优秀发明创造一等奖。据悉,李红涛在申请专利时,化名为“杨红俊”。

  无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

  无刷电机去除了电刷,最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线、噪音低,运转顺畅

  无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音会低许多,这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。

  少了电刷,无刷电机的磨损主要是在轴承上了,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电动机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可。

  直流无刷电机的优越性 直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能,但直流电机的优点也正是它的缺点,因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能,则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子。

  碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外,使用场合也受到限制。交流电机没有碳刷及整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多,提升驱动电机的性能。微处理机速度亦越来越快,可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直交坐标系统中,适当控制交流电机在两轴电流分量,达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。

  无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

  无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按转子位置的变化,沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。

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