电机逆变器：降低电器功耗

选择类型的电机来驱动家用电器

像大多数工程设计决策一样，选择用于驱动家用电器机构的电动机类型是确定应用要求与实际解决方案所能提供的折衷方案的问题。对于需要电机的家用电器——洗衣机、冰箱、空调和洗碗机等无处不在的产品——使用逆变电路来驱动无刷直流电机或感应电机是节省大量电力的方式，因此减轻公用事业电网的负载并降低设备的运行成本。

选择一种类型而不是另一种类型的电机的设计过程必须考虑每种类型的工作原理以及其操作和性能特征以及成本与特定应用的要求的匹配程度。其他因素可能也很重要。本文首先介绍直流电机，然后讨论感应电机。

有刷和无刷直流电机的比较

有刷和无刷这两种类型的直流电机有着本质上的不同。一个多世纪以来，人们所熟悉的有刷直流电机一直被用作扭矩产生器。如今，它们仍然驱动着许多电动产品。相比之下，无刷直流电机是一项相对较新的技术发展。由于各种原因，在新设计中，尤其是家用电器产品，它们比拉丝类型越来越受到青睐。对其基本工作原理的回顾揭示了这些类型的直流电机的不同之处。

在有刷直流电机中，转子（转动的部分）包含电磁铁，因此被称为电机的。定子（保持静止的部分）包含永磁体。直流电（通常来自整流交流电）提供给电刷，电刷与固定在转子轴上的换向器上的分段触点（电极）进行物理摩擦（见图 6）。

当转子转动时，固定电刷将它们的连接从一组换向器片转移到另一组换向器片，以这样的方式切换它，然后电流通过转子的电磁体来回流动。这会产生交替的磁极性，与定子中的永磁体相互作用，产生导致转子转动的扭矩力。

有刷直流电机的结构和工作原理。电机的轴由于转子中的电磁体与定子中的永磁体之间的吸引力和排斥力产生的扭矩而旋转。电刷接触换向器的各个部分，从而切换电流，导致定子电磁体在适当的轴位置发生极性反转。

相比之下，无刷直流电机的转子包含永磁体，无论是表面型还是内部型，而定子包含电磁体（因此被称为电机的）。电磁铁以 Y 形或三角形排列（见图 7）。

无刷直流电机的结构和工作原理。定子内置有固定电磁体，而转子则包含表面永磁体。电流必须以正确的方向顺序和时序馈送到电磁体的线圈，以便正确地为它们通电以产生轴旋转。需要逆变器来控制排序过程。

为了驱动和控制无刷直流电机，需要逆变器将提供的直流电或 50/60 周期交流电转换为具有所需电压和频率的交流电。直到可靠、低成本的电子逆变器电路出现后，无刷直流电机才变得实用。

为了运行无刷直流电机，来自逆变器的交流电流流向定子中的电磁体。该电流在固定电磁体中产生旋转磁场，该磁场与转子中的永磁体相互作用，导致转子转动。

逆变器对于电机的运行至关重要，因为它提供必要的交流驱动并实现速度和扭矩控制功能。