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无刷直流电机与直流有刷电机的区别?

时间:2017-04-09 19:19:24

摘要:

无刷直流电机与直流有刷电机的区别?
一、 无刷与有刷电机性能比较 
1、摩擦大,损耗大 
有些朋友在用有刷电机的时候常碰到这个问题,那就是使用电机一段时间以后,需要打开电机来清理电机的碳刷,费时费力,维护强度不亚于来一次家庭大扫除。
2、发热大,寿命短   
由于有刷电机的结构原因,电刷和换向器的接触电阻很大,造成电机整体电阻较大,容易发热,而永磁体是热敏元件,如果温度太高的话,磁钢是会退磁的,使电机性能下降,影响有刷电机的寿命。 
3、效率低,输出功率小 
上面说到的有刷电机发热问题,很大程度是因为电流做功在电机内部电阻上了,所以电能有很大程度转化为了热能,所以有刷电机的输出功率不大,效率也不高。

二、无刷电机的优点
1、无电刷、低干扰   
无刷电机去除了电刷,最直接的变化就是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电设备的干扰。   
2、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。
3、寿命长,低维护成本   
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。

上下一比较,就知道无刷电机相对于有刷电机的优势在哪里了,但是万事都不是绝对的,有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的,不过就无刷电机的使用方便性来看,随着无刷控制器的成本下降趋势和国内外无刷技术的发展与市场竞争,无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段,这也极大促进了国内无刷电机的发展。

三、从趋势上论,无刷减速电机可能取代有刷减速电机
1、适用范围: 
无刷电机:通常被使用在控制要求比较高,转速比较高的设备上,如航模,精密仪器仪表等对电机转速控制严格,转速达到很高的设备商,另外现在最为先进的干手器,迪奥电器产的无刷电机dihour干手器也用的是这种电机,其电机和控制器的成本都很高,所以也之后比较高端的设备才被使用。
碳刷电机:通常动力设备使用的都是有刷电机,如吹风机,工厂的电动机,家用的抽油烟机等等,另外串激电机的转速也能达到很高,但是由于碳刷的磨损,使用寿命不如无刷电机。
2、使用寿命:
无刷电机:通常使用寿命在几万小时这个数量级,但是由于轴承的不同无刷电机使用寿命也有很大不同。 
碳刷电机:通常有刷电机的连续工作寿命在几百到1千多个小时,到达使用极限就需要更换碳刷,不然很容易造成轴承的磨损。 
3、使用效果: 
无刷电机:通常是数字变频控制,可控性强,从每分钟几转,到每分钟几万转都可以很容易实现。
碳刷电机:无刷电机一般启动以后工作转速恒定,调速不是很容易,串激电机也能达到20000转/秒,但是使用寿命会比较短。
4、节能环保方面:
相对而言,无刷电机采用变频技术控制的会比串激电机节能很多,最典型的就是变频空调和冰箱。
5、日后维修方面 
碳刷电机需要更换碳刷,如果更换不及时会造成电机的损坏,而无刷电机,使用寿命很长,通常是有刷电机的10倍以上,但是坏了就需要更换电机,但日常维护基本不需要。 
6、噪音方面 
噪音方面与是否是有刷电机无关,主要是看轴承和点击内部组件的配合情况。

有刷电机
一、有刷马达的原理要讲清这一问题,那就应粗略地了解一下有刷马达的工作原理。
接下来用一个三电极、二磁极内转子有刷马达作为演示。
二、结构区别
从马达结构来看,最大的区别是无刷马达没有整流子及电刷,而有刷马达有。接下来就看一下当有刷马达转动起来时,整流子及电刷这两个部件是怎样工作的。
三、整流子及电刷的作用
观察分析后,很容易发现它们主要有两个作用。
逆变:在整流子的旋转过程中,它与电刷配合构成了数个开关,把直流电切换成几组有序的电脉冲序列,完成了DC转AC的过程,这就是逆变;
变频:既是改变开关地切换速率,切换速率越高频率就越高,反之亦然。有刷马频率的变换是随马达转速的变换而变换的。
无刷马达与之相对应的部件是无刷电调。无刷电调里的微处理芯片发出控制信号,控制大功率mos开关管导通、关闭的速率来完成逆变及变频。
二者区别:一个是采用机械的方式;一个是采用电子的方式。 四、调速方式的区别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。
综上所述,无刷马达加无刷电调相当于改善了整流子及电刷功能的马达;有刷马达去掉整流子及电刷后相当于无刷马达。 五、结束语
本文着重从概念及原理方面介绍有刷马达&无刷马达之区别,目的是更好地,更有效地,更完美地搭配应用好这一动力系统。最后还是要强调一下:在选用无刷马达及电调时,最好是选同一品牌的产品(最差,也要选二者兼容性较好的不同产品);马达的功率要与电调的功率一致。不要搞大电调小马达的搭配,这样你所选的马达系统才可能充分发挥它的效率。

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