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      有刷電機與無刷電機的區別

      作者:音曼頓 瀏覽: 發表時間:2022-09-02 00:00:00



      一、有刷電機的原理

      刷電機采用機械換向,磁極不移動,線圈旋轉。當電機工作時,線圈和換向器旋轉,磁鋼和碳刷不旋轉,線圈電流方向的交替變化由電機旋轉的換向器和刷完成。


      在有刷電機中,這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端,依次排成一個環,相互之間用絕緣材料分隔,組成一個象圓柱體的東西,與電機軸連成一體,電源通過兩個碳元素做成的小柱子(碳刷),在彈簧壓力的作用下,從兩個特定的固定位置,壓在上面線圈電源輸入環狀圓柱上的兩點,給一組線圈通電。


      隨著電機的旋轉,不同的線圈或同一線圈同一線圈的不同兩極通電,使線圈產生磁場N-S最接近永磁鐵定子的永磁鐵定子N-S非常合適的角度差異,磁場異性吸力,同性排斥,產生力量,促進電機旋轉。碳電極滑動在線圈接線頭上,就像刷子在物體表面刷一樣,所以它被稱為碳刷。


      相互滑動會摩擦碳刷,造成損失,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭交替,會產生電火花、電磁損傷,干擾電子設備。

      二、無刷電機工作原理

      無刷電機采用電子方向,線圈不移動,磁極旋轉。無刷電機,是使用一套電子設備,通過霍爾元件,感知永磁體磁極的位置,根據此感知,使用電子線路,及時切換線圈中電流的方向,以確保磁力的正確方向,驅動電機。消除了刷電機的缺點。


      這些電路是電機控制器。無刷電機控制器還可以實現一些無法實現的功能,如調整電源切換角、制動電機、逆轉電機、鎖定電機、使用制動信號停止電機供電等。目前,電池車的電子報警鎖已充分利用這些功能。


      無刷直流電機由電機主體和驅動器組成,是典型的機電一體化產品。由于無刷直流電機是自動控制的,轉子上不會像變頻調速下重載啟動的同步電機那樣增加啟動繞組,負載突變時也不會產生振蕩和失步。


      三、調速方式的差異


      事實上,兩種電機的控制是壓力調節,但由于無刷直流采用電子方向,因此可以實現數字控制,刷直流通過碳刷方向,傳統模擬電路可以控制,相對簡單。


      1.刷電機調速過程是調節電機供電電源電壓。調整后的電壓電流通過整流子和刷子轉換,改變電極產生的磁場強度,達到改變速度的目的。這個過程叫變壓調速。


      2.無刷電機的調速過程是電機供電電壓不變,通過微處理器改變電調控制信號和大功率MOS為了實現轉速的變化,管道的開關速率。這一過程稱為變頻調速。


      四、性能差異


      1.刷電機結構簡單,開發時間長,技術成熟

      早在19紀電機誕生時,實用電機就是無刷電機,即交流鼠籠異步電機,在交流電生產后得到了廣泛的應用。但異步電機存在許多不可克服的缺陷,導致電機技術發展緩慢。特別是直流無刷電機無法投入商業運營。隨著電子技術的快速變化,直到近年來才慢慢投入商業運營,本質上仍屬于交流電機的范疇。

      無刷電機誕生后不久,人們就發明了直流有刷電機。由于直流有刷電機機構簡單,生產加工方便,維護方便,控制方便;直流電機還具有響應快、啟動扭矩大、從零轉速到額定轉速的性能,一經問世就得到廣泛應用。


      2.直流刷電機響應速度快,啟動扭矩大

      直流刷電機啟動響應速度快,啟動扭矩大,變速穩定,速度從零到最大幾乎感覺不到振動,啟動可以驅動更大的負載。無刷電機啟動電阻大(感應阻力),功率因素小,啟動扭矩相對較小,啟動時嗡嗡作響,振動強,啟動時驅動負荷小。


      3.直流刷電機運行平穩,制動效果好

      有刷電機通過調壓調速,啟動制動平穩,恒速運行平穩。無刷電機通常由數字變頻控制。首先,交流變為直流,然后直流變為交流,速度由頻率變化控制。因此,無刷電機在啟動和制動過程中運行不穩定,振動較大,只有在速度恒定時才能穩定。


      4.直流刷電機控制精度高

      直流刷電機通常與減速器和翻譯器一起使用,使電機輸出功率更大,控制精度更高,控制精度可達0.01毫米幾乎可以讓運動部件停在任何你想要的地方。所有精密機床均由直流電機控制。由于無刷電機在啟動和制動過程中不穩定,運動部件每次都會停在不同的位置,必須通過定位銷或限位器停在所需位置。


      5.直流刷電機使用成本低,維護方便。 由于直流刷電機結構簡單,生產成本低,廠家多,技術成熟,應用廣泛,如工廠、加工機床、精密儀器等,如果電機故障,只需更換碳刷,每個碳刷只需幾元,非常便宜。無刷電機技術不成熟,價格高,應用范圍有限,主要用于變頻空調、冰箱等恒速設備,只能更換無刷電機損壞。


      6.無刷,低干擾

      除刷外,無刷電機最直接的變化是沒有刷電機運行時產生的電火花,大大降低了電火花對遙控無線電設備的干擾。


      7.噪音低,運行順暢

      無刷電機無刷,摩擦大大降低,運行平穩,噪音低得多。這一優勢是對模型運行穩定性的巨大支持。


      8.壽命長,維護成本低

      沒有刷子,無刷電機的磨損主要在軸承上。從機械的角度來看,無刷電機幾乎是一種免維護電機。必要時,只需進行一些除塵和維護。


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