無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC：Brushless Direct Current Motor），也被稱為電子換向電機(jī)（ECM或EC電機(jī)）或同步直流電機(jī)，是一種使用直流電（DC）電源的同步電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)質(zhì)上為采用直流電源輸入，并用逆變器變?yōu)槿嘟涣麟娫矗瑤恢梅答伒模来磐诫姍C(jī)。電機(jī)有各式各樣的種類，而無(wú)刷直流電機(jī)是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。它集直流電機(jī)與交流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)于一身，既有直流電機(jī)良好的調(diào)整性能，又有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)換向火花、運(yùn)行可靠和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。因而備受市場(chǎng)歡迎，廣泛應(yīng)用于汽車、家電、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域中。 無(wú)刷直流電機(jī)發(fā)展歷史 直流無(wú)刷電機(jī)并不是最早的產(chǎn)品，而是在有刷電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其結(jié)構(gòu)上要比有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直流無(wú)刷電機(jī)由電機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，區(qū)別于有刷直流電機(jī)，無(wú)刷直流電機(jī)不使用機(jī)械的電刷裝置，而是采用方波的自控式永磁同步電機(jī)，并以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料。 但是，早在上世紀(jì)誕生電機(jī)的時(shí)候，產(chǎn)生的實(shí)用性電機(jī)卻是無(wú)刷形式的。 1740年代：電機(jī)發(fā)明開(kāi)始 通過(guò)蘇格蘭本篤會(huì)修士和科學(xué)家安德魯·戈登（Andrew Gordon）的研究工作，電機(jī)的早期模型首次出現(xiàn)于1740年代。其他科學(xué)家，例如邁克爾·法拉第（Michael Faraday）和約瑟夫·亨利（Joseph Henry）繼續(xù)開(kāi)發(fā)早期的電機(jī)，嘗試電磁場(chǎng)并發(fā)現(xiàn)如何將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 1832年：首款換向器直流電機(jī)的發(fā)明 1832年，英國(guó)物理學(xué)家威廉·斯特金（William Sturgeon）就發(fā)明了第一臺(tái)可以提供足夠動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械的直流電機(jī)，但是由于其低功率輸出，應(yīng)用上受到嚴(yán)重限制。 1834年：制造了第一臺(tái)真正的電機(jī) 跟隨Sturgeon的腳步，美國(guó)佛蒙特州的托馬斯·達(dá)文波特（Thomas Davenport）于1834年發(fā)明了第一臺(tái)正式的電池供電的電機(jī)，從而創(chuàng)造了歷史。這是第一臺(tái)具有足夠功率執(zhí)行任務(wù)的電動(dòng)馬達(dá)，他的發(fā)明被用于為小型印刷機(jī)提供動(dòng)力。1837年，托馬斯·達(dá)文波特和他的妻子艾米莉·達(dá)文波特（Emily Davenport）獲得了第一項(xiàng)直流電機(jī)專利。 但他們的電機(jī)設(shè)計(jì)仍然與William Sturgeon的設(shè)計(jì)面臨相同的功率和效率問(wèn)題的困擾。且不幸的是，由于涉及高昂的電池電力成本，Thomas破產(chǎn)了，該機(jī)器也無(wú)法在商業(yè)上使用。
1886年：實(shí)用性直流電機(jī)的發(fā)明 1886年，第一臺(tái)可以在可變重量下恒速運(yùn)行的實(shí)用直流電機(jī)面世。弗蘭克·朱利安·斯普拉格（Frank Julian Sprague）是其發(fā)明者，正是這種電機(jī)為工業(yè)應(yīng)用中的電機(jī)的廣泛應(yīng)用提供了催化劑。
值得一提的是，該實(shí)用性電機(jī)采用無(wú)刷形式，即交流式鼠籠式異步電機(jī)，它不僅消除了火花、繞組兩端的電壓損失，可以以恒定速度輸送功率。但是，異步電機(jī)有許多無(wú)法克服的缺陷，以致電機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢。 而在無(wú)刷電機(jī)誕生不久，人們就發(fā)明了直流有刷電機(jī)。直流有刷電機(jī)因機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)加工容易，維修方便，容易控制，一經(jīng)問(wèn)世便成為了當(dāng)時(shí)的主流。 1887年：交流感應(yīng)電機(jī)獲得專利 1887年，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）發(fā)明了交流感應(yīng)電機(jī)，并在一年后成功申請(qǐng)了專利。它不適用于公路車輛，但后來(lái)由西屋公司的工程師進(jìn)行了改裝。1892年，設(shè)計(jì)了第一臺(tái)實(shí)用的感應(yīng)電機(jī)，接著是旋轉(zhuǎn)的條形繞組轉(zhuǎn)子，使該電機(jī)適用于汽車應(yīng)用。 1891年：三相電機(jī)的開(kāi)發(fā) 1891年，通用電氣開(kāi)始開(kāi)發(fā)三相感應(yīng)電機(jī)。為了利用繞線轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，GE和西屋公司于1896年簽署了交叉許可協(xié)議。 1955年：直流無(wú)刷電機(jī)時(shí)代開(kāi)始 1955年，美國(guó)d．harrison等人首次申請(qǐng)了用晶體管換向線路代替有刷直流電機(jī)機(jī)械電刷的專利，正式標(biāo)志著現(xiàn)代無(wú)刷直流電機(jī)的誕生。但當(dāng)時(shí)沒(méi)有電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器件，該電機(jī)沒(méi)有起動(dòng)能力。 1962年：第一臺(tái)無(wú)刷直流（BLDC）電機(jī)的發(fā)明 得益于1960年代初期固態(tài)技術(shù)的進(jìn)步，1962年，TG Wilson和PH Trickey發(fā)明了第一臺(tái)無(wú)刷直流（BLDC）電機(jī)，他們稱之為“帶固態(tài)換向的直流電機(jī)”。無(wú)刷電機(jī)的關(guān)鍵要素是它不需要物理?yè)Q向器，因此成為計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器，機(jī)器人和飛機(jī)的最流行選擇。 他們利用了霍爾元件來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置并控制繞組電流換相，使無(wú)刷直流電機(jī)達(dá)到實(shí)用化，但受到晶體管容量的限制，電機(jī)功率相對(duì)較小。 1970年代至今：無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)用快速發(fā)展 70年代以來(lái)，隨著新型功率半導(dǎo)體器件（如GTR、MOSFET、IGBT、IPM）相繼出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（單片機(jī)、DSP、新的控制理論）的快速發(fā)展，以及高性能稀土永磁材料（如釤鈷、釹鐵硼）的問(wèn)世，無(wú)刷直流電機(jī)得到快速發(fā)展，容量不斷增大。 之后，隨著1978年mac經(jīng)典無(wú)刷直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的推出，以及80年代方波無(wú)刷電機(jī)和正弦波無(wú)刷直流電機(jī)的研發(fā)，無(wú)刷電機(jī)真正開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段，并且得到快速發(fā)展。 深圳中菱科技有限公司（www.zlingkj.com）自成立以來(lái)，一直專注于伺服電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)的研究，并取得了多項(xiàng)專利，具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。公司生產(chǎn)的伺服電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)也遠(yuǎn)銷海內(nèi)外，成為諸多機(jī)器人公司和眾多自動(dòng)化設(shè)備制造公司的最佳選擇。
