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无刷减速电机和有刷减速电机究竟有什么区别?

   来源:黔优网责任编辑:优优  时间:2024-05-28 16:27:34 浏览量:7

  什么是无刷减速电机?无刷减速电机和有刷减速电机有什么区别?

  无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

  结构上,无刷电机和有刷电机有相似之处,也有转子和定子,只不过和有刷电机的结构相反;有刷电机的转子是线圈绕组,和动力输出轴相连,定子是永磁磁钢;无刷电机的转子是永磁磁钢,连同外壳一起和输出轴相连,定子是绕组线圈,去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷,故称之为无刷电机(Brushless motor),那现在就有问题了,没有了电磁场的变换,如何让无刷电机转动呢?

  简单而言,依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形,在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场,这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动,电机就转起来了,电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,更与无刷电机的控制性能有很大关系,因为输入的是直流电,电流需要电子 调速器将其变成3相交流电,还需要从遥控器接收机那里接收控制信号,控制电机的转速,以满足模型使用需要。

  总的来说,无刷电机的结构是比较简单的,真正决定其使用性能的还是无刷电子调速器,好的电子调速器需要有 单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制,所以价格要比有刷电机高出很多。

  优势和劣势比较

  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、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。

  4、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。

  5、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。旧碳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/分,但是使用寿命会比较短。

  6、节能方面

  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。

  7、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,机器人,医疗器械等对电机转速控制严格,转速达到很高的设备上。

  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。

  总之有刷电机的优点就是整体系统结构稍简易,可很多有刷电机也需要齿轮变速才能得到较大的扭矩;在半导体工业还不发达的历史年代时候控制器成本较低,只在单回路上连接N个压降较大的三极管形成占空比调节电机电流,也就是调速了;可缺点更多,碳刷与铜质整流器的磨损造成电机的寿命不算长、碳刷与铜质整流器的火花加快两者的烧蚀同时产生较多废热,也就是能效比较低,电机的调速器完完全全没有合理的使用单片机采取电机铁芯的磁饱和运算,造成使用者盲目的加大电流,使得电机线圈铁芯经常在磁饱和后造成线圈的“电阻效应”废热再度产生,这全都是能效比低的元素。

  不管是无刷电机还是有刷电机,都需要根据客户的需求来应用,才能发挥其功用和效果!

 
 
 
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