一文詳解有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)的區(qū)別

本文首先對(duì)有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)做了簡(jiǎn)單介紹，其次介紹了有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)工作原理，最后從調(diào)速方式及性能差異這兩個(gè)方面詳細(xì)的闡述了有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)的區(qū)別是什么，具體的跟隨小編一起來(lái)了解下。

有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)簡(jiǎn)介

1、刷電機(jī)

它采用碳刷作為電機(jī)電源的兩個(gè)觸點(diǎn)，利用調(diào)速轉(zhuǎn)把和控制器來(lái)控制，通過(guò)齒輪二次減速及超越離合器來(lái)達(dá)到電動(dòng)自行車(chē)0-20公里/小時(shí)的無(wú)極調(diào)速。目前采用的這種有刷高速電機(jī)含金量高，電機(jī)減速齒輪強(qiáng)度較強(qiáng)，耐磨性好，設(shè)計(jì)合理，故返修率較低；而且維修更換齒輪和電機(jī)的成本較少，有效的降低了電動(dòng)自行車(chē)的維修費(fèi)用；并且有刷電機(jī)可以通過(guò)超越離合器和飛輪實(shí)現(xiàn)輕松人力騎行。有刷電機(jī)就是采用電刷機(jī)械換向！

2、無(wú)刷電機(jī)

它的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的造價(jià)比有刷高速電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)要高，控制器在使用中容易發(fā)生故障。裝有無(wú)刷電機(jī)的電動(dòng)自行車(chē)行駛速度必須到35公里/小時(shí)以上時(shí)，才能發(fā)揮其最佳的工作效率，但是我們知道電動(dòng)自行車(chē)作為非機(jī)動(dòng)車(chē)來(lái)管理，時(shí)速必須在20公里/小時(shí)以下，故無(wú)刷電機(jī)被電動(dòng)自行車(chē)選用降低了工作效率，可取性不強(qiáng)。現(xiàn)在它被采用的主要一點(diǎn)是噪音小。無(wú)刷電機(jī)就是采用電子線(xiàn)路換向！有檢測(cè)元件檢測(cè)極性！

有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)工作原理

1、有刷電機(jī)

電機(jī)工作時(shí)，線(xiàn)圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)，線(xiàn)圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換相器和電刷來(lái)完成的。在電動(dòng)車(chē)行業(yè)有刷電機(jī)分高速有刷電機(jī)和低速有刷電機(jī)。有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)有很多區(qū)別，從名字上可以看出有刷電機(jī)有碳刷，無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有碳刷。

有刷電機(jī)有定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子上有磁極（繞組式或永磁式），轉(zhuǎn)子有繞組，通電后，轉(zhuǎn)子上也形成磁場(chǎng)（磁極），定子和轉(zhuǎn)子的磁極之間有一個(gè)夾角，在定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)（N極和S極之間）的相互吸引下，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。改變電刷的位置，就可以改變定轉(zhuǎn)子磁極夾角（假設(shè)以定子的磁極為夾角起始邊，轉(zhuǎn)子的磁極為另一邊，由轉(zhuǎn)子的磁極指向定子的磁極的方向就是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向）的方向，從而改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

2、無(wú)刷電機(jī)

無(wú)刷電機(jī)采取電子換向，線(xiàn)圈不動(dòng)，磁極旋轉(zhuǎn)。無(wú)刷電機(jī)，是使用一套電子設(shè)備，通過(guò)霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線(xiàn)路，適時(shí)切換線(xiàn)圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。消除了有刷電機(jī)的缺點(diǎn)。

這些電路，就是電機(jī)控制器。無(wú)刷電機(jī)的控制器，還可以實(shí)現(xiàn)一些有刷電機(jī)不能實(shí)現(xiàn)的功能，比如調(diào)整電源切換角，制動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，鎖住電機(jī)，利用剎車(chē)信號(hào)，停止給電機(jī)供電?，F(xiàn)在電瓶車(chē)的電子報(bào)警鎖，就充分利用了這些功能。

無(wú)刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。由于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是以自控式運(yùn)行的，所以不會(huì)象變頻調(diào)速下重載啟動(dòng)的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動(dòng)繞組，也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步。

有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)的區(qū)別詳解

一、調(diào)速方式的區(qū)別

實(shí)際上兩種電機(jī)的控制都是調(diào)壓，只是由于無(wú)刷直流采用了電子換向，所以要有數(shù)字控制才可以實(shí)現(xiàn)了，而有刷直流是通過(guò)碳刷換向的，利用可控硅等傳統(tǒng)模擬電路都可以控制，比較簡(jiǎn)單。

1、有刷馬達(dá)調(diào)速過(guò)程是調(diào)整馬達(dá)供電電源電壓的高低。調(diào)整后的電壓電流通過(guò)整流子及電刷地轉(zhuǎn)換，改變電極產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。這一過(guò)程被稱(chēng)之為變壓調(diào)速。

2、無(wú)刷馬達(dá)調(diào)速過(guò)程是馬達(dá)的供電電源的電壓不變，改變電調(diào)的控制信號(hào)，通過(guò)微處理器再改變大功率MOS管的開(kāi)關(guān)速率，來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。這一過(guò)程被稱(chēng)之為變頻調(diào)速。

二、性能差異

1、有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開(kāi)發(fā)時(shí)間久、技術(shù)成熟

早在十九紀(jì)誕生電機(jī)的時(shí)候，產(chǎn)生的實(shí)用性電機(jī)就是無(wú)刷形式，即交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)在交流電產(chǎn)生以后得到了廣泛的應(yīng)用。但是，異步電動(dòng)機(jī)有許多無(wú)法克服的缺陷，以致電機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢。尤其是直流無(wú)刷電機(jī)一直無(wú)法投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，伴隨著電子技術(shù)的日新月異，直至近幾年才慢慢投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，就其實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)依然屬于交流電機(jī)范疇。

無(wú)刷電機(jī)誕生不久，人們就發(fā)明了直流有刷電機(jī)。由于直流有刷電機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)加工容易，維修方便，容易控制；直流電機(jī)還具有響應(yīng)快速、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能，所以一經(jīng)問(wèn)世就得到了廣泛應(yīng)用。

2、直流有刷電機(jī)響應(yīng)速度快，起動(dòng)扭矩大

直流有刷電機(jī)起動(dòng)響應(yīng)速度快，起動(dòng)扭矩大，變速平穩(wěn)，速度從零到最大幾乎感覺(jué)不到振動(dòng)，起動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)更大的負(fù)荷。無(wú)刷電機(jī)起動(dòng)電阻大（感抗），所以功率因素小，起動(dòng)扭矩相對(duì)較小，起動(dòng)時(shí)有嗡嗡聲，并伴隨著強(qiáng)烈震動(dòng)，起動(dòng)時(shí)帶動(dòng)負(fù)荷較小。

3、直流有刷電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，起、制動(dòng)效果好

有刷電機(jī)是通過(guò)調(diào)壓調(diào)速，所以起動(dòng)和制動(dòng)平穩(wěn)，恒速運(yùn)行時(shí)也平穩(wěn)。無(wú)刷電機(jī)通常是數(shù)字變頻控制，先將交流變成直流，直流再變成交流，通過(guò)頻率變化控制轉(zhuǎn)速，所以無(wú)刷電機(jī)在起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)運(yùn)行不平穩(wěn)，振動(dòng)大，只有在速度恒定時(shí)才會(huì)平穩(wěn)。

4、直流有刷電機(jī)控制精度高

直流有刷電機(jī)通常和減速箱、譯碼器一起使用，使的電機(jī)的輸出功率更大，控制精度更高，控制精度可以達(dá)到0.01毫米，幾乎可以讓運(yùn)動(dòng)部件停在任何想要的地方。所有精密機(jī)床都是采用直流電機(jī)控制精度。無(wú)刷電機(jī)由于在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)不平穩(wěn)，所以運(yùn)動(dòng)部件每次都會(huì)停到不同的位置上，必須通過(guò)定位銷(xiāo)或限位器才可以停在想要的位置上。

5、直流有刷電機(jī)使用成本低，維修方便。 由于直流有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)廠家多，技術(shù)比較成熟，所以應(yīng)用也比較廣泛，比如工廠、加工機(jī)床、精密儀器等，如果電機(jī)故障，只需更換碳刷即可，每個(gè)碳刷只需要幾元，非常便宜。無(wú)刷電機(jī)技術(shù)不成熟，價(jià)格較高，應(yīng)用范圍有限，主要應(yīng)在恒速設(shè)備上，比如變頻空調(diào)、冰箱等，無(wú)刷電機(jī)損壞只能更換。

6、無(wú)電刷、低干擾

無(wú)刷電機(jī)去除了電刷，最直接的變化就是沒(méi)有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電火花，這樣就極大減少了電火花對(duì)遙控?zé)o線(xiàn)電設(shè)備的干擾。

7、噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢

無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有了電刷，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力大大減小，運(yùn)行順暢，噪音會(huì)低許多，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個(gè)巨大的支持。

8、壽命長(zhǎng)，低維護(hù)成本

少了電刷，無(wú)刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上了，從機(jī)械角度看，無(wú)刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動(dòng)機(jī)了，必要的時(shí)候，只需做一些除塵維護(hù)即可。

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