低惯性，快速响应的无刷直流电机已经被精密自动化机械广泛采用
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无刷直流（BLDC）电机采用电子换向控制器和转子反馈装置代替电刷/机械换向器，实现了高可靠性和低维护成本的优点。”无刷优势”将BLDC电机的使用寿命延长到大约15,000小时，这反过来又带来了额外的好处，更换了更少的电机并减少了工厂机械的总体停机时间。在高精度自动化机械领域中，BLDC电机不仅是一项优势，而且是一项基本要求。高精度机械不仅需要高可靠性，还需要高性能-快速的加速和减速以适应操作变化，易于逆转，极高的运行速度和稳定的转矩/速度特性。
转子设计 BLDC电机具有低惯量和快速响应的高性能特征的关键是转子的设计和所用永磁体的类型， BLDC电机最常见的转子设计是将永久性“磁场”磁体轴向固定在圆柱或凸极配置的转子轴上，电机的电枢线圈安装在定子壳体的铁芯上。与有刷直流电机的转子相反，后者使用重载电流的线圈来形成电动机的磁场。与机械换向器和铁芯结合使用的有刷直流转子具有较大的总质量，因此具有较高的惯性，这对于精确的定位操作（特别是对于较小的惯性负载）是不利的。BLDC电机的转子由内而外的设计导致了更轻，更小的直径，更紧凑的低惯性设计。永磁体代替电磁绕组用于BLDC电机领域，它们具有更好的散热性能。通过将载流导体安装在电机壳体上，而不是将电机安装在转子上的电机内部，可以更轻松，更快速地向外部环境散热。因此，相对于有刷直流电机，BLDC电机的功率要比有刷直流电机更大，实际上消除了能量损耗，这对电机效率产生了好处。
永磁体 BLDC电机的快速响应特性不仅取决于转子的设计，还取决于用于电机磁场的永磁体的选择，BLDC电机使用三种主要类型的永磁体：Alnico，铁氧体和稀土合金。 Alnico磁铁用于对磁性稳定性至关重要的应用中，它们具有较高的剩磁和能量，适度的矫顽力，振动稳定性以及较宽的工作温度范围（超过500℃），在机械上很难使它们难以锻造和加工。铁氧体磁体（也称为陶瓷磁体）由氧化铁与钡或锶的二价金属氧化物的混合氧化物制成，它们可以大量生产并且具有各种尺寸，能批量生产，是低成本的磁铁。另外，它们表现出高矫顽力，高电阻率和低密度，直到最近，还是最流行的电机磁体类型。最近在高磁阻方面的发展，稀土磁体极大地改善了BLDC电机的性能。与铁氧体磁体相比，稀土磁体具有更低的惯性和相对于转矩的大小，这使其非常适合高性能应用。
高性能 高性能或精确定位的应用需要电机驱动器对变化的总负载惯性（电机 反射惯性）做出快速响应，并且要在应用要求的工作条件内。机器进给驱动器是通常应用BLDC伺服电机的高性能应用的一个很好的例子。在此应用中，对于低质量负载，加速度会发生许多小的变化，为了响应这些工作条件，电机必须既快速响应又稳定。
要确定电机的响应特性，转矩惯量（T / J）比率用作判断伺服电机加速性能的一种方法。 T / J比率越大，电机的加速度越高，系统响应越快。由于T / J比与1 / 直径成正比，因此直径较小的电机具有更大的T / J比。带稀土磁体的BLDC电机的直径比铁氧体磁体BLDC电机小，它们的T / J比很高，因此是小负载惯量，高性能应用的理想选择。低惯量BLDC电机对负载敏感，随着负载惯量的增加，T / J比减小，从而导致响应变慢，不稳定。对于大负载惯量应用，铁氧体磁体电机是其应用的更好选择，因为它们的T / J比几乎没有动态下降。 |
