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无刷电机与有刷电机的区别

作者:音曼顿 浏览: 发表时间:2022-08-30 00:00:00



无刷电机:无刷直流电机由电机主体和驱动器组成,是典型的机电一体化产品。由于无刷直流电机是自动控制的,转子上不会像变频调速下重载启动的同步电机那样增加启动绕组,负载突变时也不会产生振荡和失步。中小容量无刷直流电机的永磁体现在主要使用高磁能稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电机的体积比同容量三相异步电机缩小了一个座号。


有刷电机:有刷电机是一种旋转电机,它将电能转机械能(电机)或机械能转换为电能(发电机)。与无刷电机不同,刷装置用于引入或引出电压和电流。刷电机是所有电机的基础,具有启动快、制动及时、调速平稳、控制电路相对简单等特点。


无刷电机和有刷电机工作原理的区别


1.刷电机的工作原理


刷电机是最早接触到的电机。中学物理课上介绍的电机也以此为模型。刷电机的主要结构是定子 转子 刷子通过旋转磁场获得旋转扭矩,从而输出动能。刷子与换向器不断接触摩擦,在旋转过程中起到导电和换相的作用。


刷电机采用机械换向,磁极不移动,线圈旋转。当电机工作时,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不旋转,线圈电流方向的交替变化由电机旋转的换向器和刷完成。


在刷电机中,这个过程是将每组线圈的两个电源输入端依次排列成一个环,用绝缘材料相互分离,形成一个圆柱形的东西,与电机轴相连。电源由两个碳元素制成的小柱(碳刷)在弹簧压力的作用下,从两个特定的固定位置压在上线圈电源输入环柱的两点,给一组线圈通电。


随着电机的旋转,不同的线圈或同一线圈同一线圈的不同两极通电,使线圈产生磁场N-S最接近永磁铁定子的永磁铁定子N-S非常合适的角度差异,磁场异性吸力,同性排斥,产生力量,促进电机旋转。碳电极滑动在线圈接线头上,就像刷子在物体表面刷一样,所以它被称为碳刷。


相互滑动会摩擦碳刷,造成损失,需要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头交替,会产生电火花、电磁损伤,干扰电子设备。


2.无刷电机的工作原理


在无刷电机中,换相工作交给控制器中的控制电路(通常是霍尔传感器 磁编码器是一种更先进的控制器技术。


无刷电机采用电子方向,线圈不移动,磁极旋转。无刷电机,是使用一套电子设备,通过霍尔元件,感知永磁体磁极的位置,根据此感知,使用电子线路,及时切换线圈中电流的方向,以确保磁力的正确方向,驱动电机。消除了刷电机的缺点。


这些电路是电机控制器。无刷电机控制器还可以实现一些无法实现的功能,如调整电源切换角、制动电机、逆转电机、锁定电机、使用制动信号停止电机供电等。目前,电池车的电子报警锁已充分利用这些功能。


无刷直流电机由电机主体和驱动器组成,是典型的机电一体化产品。由于无刷直流电机是自动控制的,转子上不会像变频调速下重载启动的同步电机那样增加启动绕组,负载突变时也不会产生振荡和失步。


无刷电机与有刷电机的性能差异


1.刷电机结构简单,开发时间长,技术成熟

早在十九纪诞生电机的时候,产生的实用性电机就是无刷形式,即交流鼠笼式异步电动机,这种电动机在交流电产生以后得到了广泛的应用。但异步电机存在许多不可克服的缺陷,导致电机技术发展缓慢。特别是直流无刷电机无法投入商业运营。随着电子技术的快速变化,直到近年来才慢慢投入商业运营,本质上仍属于交流电机的范畴。

无刷电机诞生后不久,人们就发明了直流有刷电机。由于直流有刷电机机构简单,生产加工方便,维护方便,控制方便;直流电机还具有响应快、启动扭矩大、从零转速到额定转速的性能,一经问世就得到广泛应用。


2.直流刷电机响应速度快,启动扭矩大

直流刷电机启动响应速度快,启动扭矩大,变速稳定,速度从零到最大几乎感觉不到振动,启动可以驱动更大的负载。无刷电机启动电阻大(感应阻力),功率因素小,启动扭矩相对较小,启动时嗡嗡作响,振动强,启动时驱动负荷小。


3.直流刷电机运行平稳,制动效果好

有刷电机通过调压调速,启动制动平稳,恒速运行平稳。无刷电机通常由数字变频控制。首先,交流变为直流,然后直流变为交流,速度由频率变化控制。因此,无刷电机在启动和制动过程中运行不稳定,振动较大,只有在速度恒定时才能稳定。


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