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无刷电机

有刷电机与无刷电机的区别是什么?

时间:2023-12-08 06:20:44 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  有刷电机采用机械换向,磁极不动,线圈旋转。电机工作时,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不转,线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。

  在有刷电机中,这样的一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。

  随着电机转动,不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电,使得线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差,磁场异性相吸、同性相斥,产生力量,推动电机转动。碳电极在线圈接线头上滑动,象刷子在物体表面刷,因此叫碳“刷”。

  相互滑动,会摩擦碳刷,造成损耗,需要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头之间通断交替,会发生电火花,产生电磁破,干扰电子设备。

  无刷电机采取电子换向,线圈不动,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,根据这种感知,使用电子线路,适时切换线圈中电流的方向,保证产生正确方向的磁力,来驱动电机。消除了有刷电机的缺点。

  这些电路,就是电机控制器。无刷电机的控制器,还能轻松实现一些有刷电机不能够实现的功能,比如调整电源切换角,制动电机,使电机反转,锁住电机,利用刹车信号,停止给电机供电。现在电瓶车的电子报警锁,就充分的利用了这些功能。

  无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。

  实际上两种电机的控制都是调压,只是由于无刷直流采用了电子换向,所以要有数字控制才能轻松实现了,而有刷直流是通过碳刷换向的,利用可控硅等传统模拟电路都能控制,比较简单。

  1、有刷马达调速过程是调整马达供电电源电压的高低。调整后的电压电流通过整流子及电刷地转换,改变电极产生的磁场强弱,达到改变转速的目的。这一过程被称之为变压调速。

  2、无刷马达调速过程是马达的供电电源的电压不变,改变电调的控制信号,通过微处理器再改变大功率MOS管的开关速率,来实现转速的改变。这一过程被称之为变频调速。

  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。但是,异步电动机有许多无法克服的缺陷,以致电机技术发展缓慢。尤其是直流无刷电机一直无法投入商业运营,伴随着电子技术的日新月异,直至近几年才慢慢投入商业运营,就其实质来说依然属于交流电机范畴。

  无刷电机诞生不久,人们就发明了直流有刷电机。由于直流有刷电机机构简单,生产加工容易,维修方便,容易控制;直流电机还具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能,所以一经问世就得到了广泛应用。

  直流有刷电机起动响应速度快,起动扭矩大,变速平稳,速度从零到最大几乎感觉不到振动,起动时可带动更大的负荷。无刷电机起动电阻大(感抗),所以功率因素小,起动扭矩比较小,起动时有嗡嗡声,并伴随着强烈震动,起动时带动负荷较小。

  有刷电机是通过调压调速,所以起动和制动平稳,恒速运行时也平稳。无刷电机通常是数字变频控制,先将交流变成直流,直流再变成交流,通过频率变化控制转速,所以无刷电机在起动和制动时运行不平稳,振动大,只有在速度恒定时才会平稳。

  直流有刷电机通常和减速箱、译码器一起使用,使的电机的输出功率更大,控制精度更高,控制精度能够达到0.01毫米,几乎能让运动部件停在任何想要的地方。所有精密机床都是采用直流电机控制精度。无刷电机由于在启动和制动时不平稳,所以运动部件每次都会停到不同的位置上,一定要通过定位销或限位器才可以停在想要的位置上。

  5、直流有刷电机使用成本低,维修方便。 由于直流有刷电机结构相对比较简单,生产所带来的成本低,生产厂商多,技术很成熟,所以应用也较为广泛,比如工厂、加工机床、精密仪器等,如果电机故障,只需更换碳刷即可,每个碳刷只需要几元,非常便宜。无刷电机技术不成熟,价格较高,应用场景范围有限,主要应在恒速设备上,比如变频空调、冰箱等,无刷电机损坏只能更换。

  无刷电机去除了电刷,最直接的变化就没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线、噪音低,运转顺畅

  无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音会低许多,这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。

  少了电刷,无刷电机的磨损主要是在轴承上了,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电动机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可。

  无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

  有刷电机是内含电刷装置的将电能转换成机械能(电动机)或将机械能转换成电能(发电机)的旋转电机。区别于无刷电机,电刷装置是用来引入或引出电压和电流的。有刷电机是所有电机的基础,它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。1、无刷电机与有刷电机工作原理的区别

  在有刷电机中,这样的一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。

  随着电机转动,不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电,使得线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差,磁场异性相吸、同性相斥,产生力量,推动电机转动。碳电极在线圈接线头上滑动,象刷子在物体表面刷,因此叫碳“刷”。

  相互滑动,会摩擦碳刷,造成损耗,需要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头之间通断交替,会发生电火花,产生电磁破,干扰电子设备。

  这些电路,就是电机控制器。无刷电机的控制器,还能轻松实现一些有刷电机不能够实现的功能,比如调整电源切换角,制动电机,使电机反转,锁住电机,利用刹车信号,停止给电机供电。现在电瓶车的电子报警锁,就充分的利用了这些功能。

  无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。

  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。但是,异步电动机有许多无法克服的缺陷,以致电机技术发展缓慢。尤其是直流无刷电机一直无法投入商业运营,伴随着电子技术的日新月异,直至近几年才慢慢投入商业运营,就其实质来说依然属于交流电机范畴。

  无刷电机诞生不久,人们就发明了直流有刷电机。由于直流有刷电机机构简单,生产加工容易,维修方便,容易控制;直流电机还具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能,所以一经问世就得到了广泛应用。

  直流有刷电机通常和减速箱、译码器一起使用,使的电机的输出功率更大,控制精度更高,控制精度能够达到0.01毫米,几乎能让运动部件停在任何想要的地方。所有精密机床都是采用直流电机控制精度。无刷电机由于在启动和制动时不平稳,所以运动部件每次都会停到不同的位置上,一定要通过定位销或限位器才可以停在想要的位置上。

  实际上两种电机的控制都是调压,只是由于无刷直流采用了电子换向,所以要有数字控制才能轻松实现了,而有刷直流是通过碳刷换向的,利用可控硅等传统模拟电路都能控制,比较简单。

  1、有刷马达调速过程是调整马达供电电源电压的高低。调整后的电压电流通过整流子及电刷地转换,改变电极产生的磁场强弱,达到改变转速的目的。这一过程被称之为变压调速。

  2、无刷马达调速过程是马达的供电电源的电压不变,改变电调的控制信号,通过微处理器再改变大功率MOS管的开关速率,来实现转速的改变。这一过程被称之为变频调速。

  有刷电机是指电机内部有碳刷,电流通过碳刷和换向器为电机提供电源。这种电机的结构相对简单,制造工艺也相对成熟,价格相对较便宜。由于碳刷的磨损,需要定期更换碳刷,维护成本比较高,而且可能会对环境能够造成一定的污染。

  无刷电机则是指电机内部没有碳刷,通过电子换向器来控制电机的旋转方向。这种电机的结构较复杂,制造成本比较高,但其维护成本低,可靠性更高。同时,由于没碳刷的磨损,对环境没有污染。

  有刷电机一般应用于低速、低负载的场合,无刷电机则更适合高速、高负载的场合。同时,无刷电机的控制精度更高,响应速度也更快。

  许多运动控制应用都采用永磁直流电机。因为与交流电机相比,直流电机的控制管理系统更容易实现。因此,在需要控制速度、扭矩或位置时,通常都采用直流电机。

  常用的直流电机有两种:有刷电机和无刷电机(或称BLDC电机)。顾名思义,有刷直流电机带有电刷,电刷可以使电机换向并旋转;而无刷电机则用电子控制取代了机械换向功能。

  很多应用都是既能够正常的使用有刷直流电机,也能够正常的使用无刷直流电机。两种类型的电机基于相同的线圈和永磁体吸引与排斥原理,二者都具有各自的优缺点,能够准确的通过应用需求来做具体选择。

  直流电机使用绕线线圈来产生磁场。在有刷电机中,线圈可以自由旋转从而驱动轴,它们被称为“转子“。通常,线圈缠绕在铁芯上,当然也有“无芯“有刷电机,其绕组是自支撑的。

  电机的固定部分称为“定子“。用于提供固定磁场的永磁体通常位于定子的内表面和转子的外部。

  为了产生使转子旋转的扭矩,转子的磁场需要持续旋转,以使其磁场吸引并排斥定子的固定磁场。一般会用滑动式电子开关来使磁场旋转。该开关由换向器和固定电刷组成,换向器通常是安装在转子上的分片触点,而固定电刷则安装在定子上。

  有刷电机的电刷和换向器之间有机械摩擦,而且由于是电触点,通常无法润滑。因此电刷和换向器在电机的整个寿命周期内都存在机械磨损,并最终将导致电机无法工作。不过许多有刷电机(尤其是大型有刷电机)都有可更换的电刷,其电刷通常由碳制成,在磨损后也可保持良好的接触,这些电机都需要定期维护。但即使有可更换的电刷,换向器最终也会磨损到必须更换电机的程度。

  要驱动有刷电机,需要在电刷两端施加直流电压,使电流流经转子绕组从而旋转电机。

  无刷直流电机与有刷电机的磁吸和排斥原理相同,但结构略有不同。与有刷电机的机械换向器和电刷不同,无刷电机通过电子换向器实现定子的磁场旋转,而这需要用主动控制电子设备。

  I在无刷电机中,转子上附有永磁体,定子上则装有绕组。转子可以放在内侧(如上图所示),也可以放在绕组外侧(有时称为“外转式”电机)。

  无刷电机中用到的绕组数称为相数,它可以有不同的相数,但最常见的是三相无刷电机。另外,如小型冷却风扇等可能就只有一相或两相。