說話直流有刷電機(jī)與無刷電機(jī)有什么區(qū)別
2025-2-13 14:50:41 點(diǎn)擊：
首先介紹 ，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)與無刷電機(jī)的區(qū)別。
有刷電機(jī)與無刷電機(jī)工作原理
1、有刷電機(jī)
電機(jī)工作時(shí)，線圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)，線圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換相器和電刷來完成的。在電動(dòng)車行業(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，無刷電機(jī)沒有碳刷。
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、無刷電機(jī)
無刷電機(jī)采取電子換向，線圈不動(dòng)，磁極旋轉(zhuǎn)。無刷電機(jī)，是使用一套電子設(shè)備，通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時(shí)切換線圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來驅(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)，利用剎車信號(hào)，停止給電機(jī)供電?，F(xiàn)在電瓶車的電子報(bào)警鎖，就充分利用了這些功能。
無刷直流電機(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，比較簡單。
1、有刷馬達(dá)調(diào)速過程是調(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。這一過程被稱之為變壓調(diào)速。
2、無刷馬達(dá)調(diào)速過程是馬達(dá)的供電電源的電壓不變，改變電調(diào)的控制信號(hào)，通過微處理器再改變大功率MOS管的開關(guān)速率，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。這一過程被稱之為變頻調(diào)速。
二、性能差異
1、有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、開發(fā)時(shí)間久、技術(shù)成
有刷電機(jī)是傳統(tǒng)產(chǎn)品，性能比較穩(wěn)定。無刷電機(jī)是升級(jí)產(chǎn)品，其壽命性能比有刷電機(jī)好。但其控制電路比較復(fù)雜，對(duì)元件的老化篩選要求比較嚴(yán)格。
無刷電機(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不到振動(dòng)，起動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)更大的負(fù)荷。無刷電機(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，通過頻率變化控制轉(zhuǎn)速，所以無刷電機(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，必須通過定位銷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，無刷電機(jī)損壞只能更換。
6、無電刷、低干擾
無刷電機(jī)去除了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電機(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線電設(shè)備的干擾。
7、噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢
無刷電機(jī)沒有了電刷，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，低維護(hù)成本
少了電刷，無刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上了，從機(jī)械角度看，無刷電機(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。
無刷電機(jī)可連續(xù)工作20000小時(shí)左右，常規(guī)的使用壽命7-10年。碳刷電機(jī)：可連續(xù)工作5000小時(shí)左右，常規(guī)的使用壽命2-3年。
9、應(yīng)用場(chǎng)合不同
無刷電機(jī)的設(shè)備可以運(yùn)用于：乳制品行業(yè)、釀造行業(yè)、肉制品加工行業(yè)、豆制品加工行業(yè)、飲料加工行業(yè)、糕點(diǎn)加工業(yè)、藥品業(yè)、電子精密廠、等一些更高要求的無塵車間等，像迪奧電器產(chǎn)的無刷電機(jī)(DIHOUR)干手器，運(yùn)用到工廠里比較多。
節(jié)能方面，相對(duì)而言，無刷電機(jī)的耗電量只是碳刷的1/3。
有刷電機(jī)與無刷電機(jī)工作原理
1、有刷電機(jī)
電機(jī)工作時(shí)，線圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)，線圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換相器和電刷來完成的。在電動(dòng)車行業(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，無刷電機(jī)沒有碳刷。
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、無刷電機(jī)
無刷電機(jī)采取電子換向，線圈不動(dòng)，磁極旋轉(zhuǎn)。無刷電機(jī)，是使用一套電子設(shè)備，通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時(shí)切換線圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來驅(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)，利用剎車信號(hào)，停止給電機(jī)供電?，F(xiàn)在電瓶車的電子報(bào)警鎖，就充分利用了這些功能。
無刷直流電機(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，比較簡單。
1、有刷馬達(dá)調(diào)速過程是調(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。這一過程被稱之為變壓調(diào)速。
2、無刷馬達(dá)調(diào)速過程是馬達(dá)的供電電源的電壓不變，改變電調(diào)的控制信號(hào)，通過微處理器再改變大功率MOS管的開關(guān)速率，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。這一過程被稱之為變頻調(diào)速。
二、性能差異
1、有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、開發(fā)時(shí)間久、技術(shù)成
有刷電機(jī)是傳統(tǒng)產(chǎn)品，性能比較穩(wěn)定。無刷電機(jī)是升級(jí)產(chǎn)品，其壽命性能比有刷電機(jī)好。但其控制電路比較復(fù)雜，對(duì)元件的老化篩選要求比較嚴(yán)格。
無刷電機(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不到振動(dòng)，起動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)更大的負(fù)荷。無刷電機(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，通過頻率變化控制轉(zhuǎn)速，所以無刷電機(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，必須通過定位銷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，無刷電機(jī)損壞只能更換。
6、無電刷、低干擾
無刷電機(jī)去除了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電機(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線電設(shè)備的干擾。
7、噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢
無刷電機(jī)沒有了電刷，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，低維護(hù)成本
少了電刷，無刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上了，從機(jī)械角度看，無刷電機(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。
無刷電機(jī)可連續(xù)工作20000小時(shí)左右，常規(guī)的使用壽命7-10年。碳刷電機(jī)：可連續(xù)工作5000小時(shí)左右，常規(guī)的使用壽命2-3年。
9、應(yīng)用場(chǎng)合不同
無刷電機(jī)的設(shè)備可以運(yùn)用于：乳制品行業(yè)、釀造行業(yè)、肉制品加工行業(yè)、豆制品加工行業(yè)、飲料加工行業(yè)、糕點(diǎn)加工業(yè)、藥品業(yè)、電子精密廠、等一些更高要求的無塵車間等，像迪奧電器產(chǎn)的無刷電機(jī)(DIHOUR)干手器，運(yùn)用到工廠里比較多。
節(jié)能方面，相對(duì)而言，無刷電機(jī)的耗電量只是碳刷的1/3。
總而言之，有刷電機(jī)與無刷電機(jī)各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和實(shí)際需求來選擇，總結(jié)如下表所示：
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