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有刷电机vs无刷电机有何区别看这篇!

来源:电竞企鹅直播平台    发布时间:2024-05-05 03:26:50

产品描述:

  有刷和无刷电机都属于直流电机,它们通过磁场的相互作用将电能转化为机械能。

  无刷电机,顾名思义,就是不使用电刷将电能转换为机械功的电机。搞清楚“无刷”一词之前,最好先了解一下电刷在刷电机中的功能。

  电刷(在有刷电机中)将电流连接到一组线圈。通电时,这些线圈会产生磁场。该磁场与定子磁体(电动机的固定部分)的固定磁场产生力作用,使电机转子转动一定角度。然后电刷为下一组线圈通电,使转子继续转动一定角度,产生一个循环的、旋转的、机械的循环,由此产生旋转运动。线圈的两头连接到换向器。换向器上有铜片,用于电刷接触和导电。每一段都与下一段绝缘隔离。这些段被称为“换向片”。

  通电线圈产生的磁场会使电机转子旋转。相反极性的电流会使旋转方向反转。运行有刷电机不需要外部电子设备,只需要直流电源。内部(转子上)线圈极性的变化会导致内部(转子)旋转。

  无刷电机没有机械连接来将电流输入线圈。相反,需要一个驱动器来激励和切换线圈,以产生旋转磁场。通常,线圈缠绕在定子中,磁体安装在转子上。外部(定子)线圈极性的变化导致内部(转子)旋转。

  无刷定子有两种常见类型:有槽定子和无槽定子。在有槽定子中,导线缠绕在定子的齿上。当线圈通电时,齿提供机械刚度以固定线圈。在无槽定子中,导线被绕成线圈。然后将线圈压平并形成圆柱体。然后对线筒(篮)进行涂漆或加热,以激活电磁线的粘合性能。无槽定子唯一的机械刚度是与相邻导线的附着力。

  没有齿来固定电导线。无槽配置允许每单位体积容纳更多铜线,来提升功率密度(每单位体积的输出功率)。

  对于有刷电机,定子是外壳磁体,转子是线圈。无刷电机正好相反—固定磁场是定子线圈,转子是永磁体。

  在这两种情况下,这些场的相互作用都会产生扭矩,致使转子转动。当转子转动时,绕组中的电流被切换或换向,以产生连续的转动。

  电刷换向装置通常使用石墨制成的电刷,这些电刷安装在连接到转子线圈的金属棒(换向器)上。当转子转动时,电刷将电流从一组线圈传输到另一组线圈。

  电刷装置在 1,000 RPM 和 10,000 RPM 转速之间连续工作效果最佳。由于电刷-换向器界面特性的机制,较高的转速被限制在 10000 RPM 的实际极限。当转子加速时,电刷开始浮在换向器上,造成物理和电气接触不良。另一方面,无刷电机通常可以以更高的转速运行—它们只受转子的机械完整性、速度相关损耗和所用轴承的稳定性的限制。

  有刷电机的噪声来自轴承、电刷和转子不平衡。在无刷设计中,消除了电刷产生的噪声,因此运行更安静。

  一般来说,无刷电机比有刷电机常规使用的寿命更长。有刷电机的主要限制特征是其电刷和换向器。电刷的典型常规使用的寿命通常为 2,000 至 5,000 运行小时,但不应将其视为对所有应用的保证。无刷装置的常规使用的寿命通常超过 10,000 小时,但是通常受到轴承寿命和环境条件的限制。

  很多时候,两种产品的总生命周期成本可能是它们之间的决定性因素。无刷电机需要电子驱动器,而有刷电机则不需要。

  电子驱动器的额外成本使得无刷电机系统比有刷电机更昂贵。这两种类型都需要电源。有刷电机能够最终靠直接电源工作。无刷电机需要一个由电源供电的驱动器。除了电机成本外,在选择过程中还应考虑后期维护成本。

  有刷和无刷电机技术都适用于当今的运动控制市场。如何明智的选择取决于上述因素怎么样影响设计者的目标。阿美特克 PITTMAN 应用工程师精通这些设计考量因素,您能联系我们协助您做出合理的选择。