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有刷电机与无刷电机的区别

作者:音曼顿 浏览: 发表时间:2022-09-02 00:00:00



一、有刷电机的原理

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。


在有刷电机中,这个过程是将各组线圈的两个电源输入端,依次排成一个环,相互之间用绝缘材料分隔,组成一个象圆柱体的东西,与电机轴连成一体,电源通过两个碳元素做成的小柱子(碳刷),在弹簧压力的作用下,从两个特定的固定位置,压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点,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。

二、无刷电机工作原理

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。


三、调速方式的差异


事实上,两种电机的控制是压力调节,但由于无刷直流采用电子方向,因此可以实现数字控制,刷直流通过碳刷方向,传统模拟电路可以控制,相对简单。


1.刷电机调速过程是调节电机供电电源电压。调整后的电压电流通过整流子和刷子转换,改变电极产生的磁场强度,达到改变速度的目的。这个过程叫变压调速。


2.无刷电机的调速过程是电机供电电压不变,通过微处理器改变电调控制信号和大功率MOS为了实现转速的变化,管道的开关速率。这一过程称为变频调速。


四、性能差异


1.刷电机结构简单,开发时间长,技术成熟

早在19纪电机诞生时,实用电机就是无刷电机,即交流鼠笼异步电机,在交流电生产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。


4.直流刷电机控制精度高

直流刷电机通常与减速器和翻译器一起使用,使电机输出功率更大,控制精度更高,控制精度可达0.01毫米几乎可以让运动部件停在任何你想要的地方。所有精密机床均由直流电机控制。由于无刷电机在启动和制动过程中不稳定,运动部件每次都会停在不同的位置,必须通过定位销或限位器停在所需位置。


5.直流刷电机使用成本低,维护方便。 由于直流刷电机结构简单,生产成本低,厂家多,技术成熟,应用广泛,如工厂、加工机床、精密仪器等,如果电机故障,只需更换碳刷,每个碳刷只需几元,非常便宜。无刷电机技术不成熟,价格高,应用范围有限,主要用于变频空调、冰箱等恒速设备,只能更换无刷电机损坏。


6.无刷,低干扰

除刷外,无刷电机最直接的变化是没有刷电机运行时产生的电火花,大大降低了电火花对遥控无线电设备的干扰。


7.噪音低,运行顺畅

无刷电机无刷,摩擦大大降低,运行平稳,噪音低得多。这一优势是对模型运行稳定性的巨大支持。


8.寿命长,维护成本低

没有刷子,无刷电机的磨损主要在轴承上。从机械的角度来看,无刷电机几乎是一种免维护电机。必要时,只需进行一些除尘和维护。


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