電機(jī)雖小,五臟俱全。
有刷電機(jī) VS 無刷電機(jī),看看哪個更厲害?
發(fā)布時間:2019-10-12 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】電機(jī)是個大家族,什么直流交流、有刷無刷、單相三相、同步異步......這些名字都夠作一曲《生僻字》。但最常用的不過兩種:有刷直流電機(jī)和無刷直流電機(jī)(以下簡稱有刷電機(jī)和無刷電機(jī))
電機(jī)是個大家族,什么直流交流、有刷無刷、單相三相、同步異步......這些名字都夠作一曲《生僻字》。但最常用的不過兩種:有刷直流電機(jī)和無刷直流電機(jī)(以下簡稱有刷電機(jī)和無刷電機(jī))
只有一字之差的有刷電機(jī)和無刷電機(jī),究竟有何異同?
有刷電機(jī):“真有兩把刷子”
有刷電機(jī)是所有電機(jī)中最基礎(chǔ)的,不僅具有啟動快速、制動及時、調(diào)速平穩(wěn)、控制簡單等優(yōu)點(diǎn),而且結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜。
拋開這些,還記得曾經(jīng)風(fēng)靡一時的四驅(qū)車嗎,每輛四驅(qū)車?yán)锩嬗袀€小馬達(dá),那也是有刷電機(jī)。
四驅(qū)車馬達(dá)
電機(jī)雖小,五臟俱全。
在電機(jī)中,我們把通電后旋轉(zhuǎn)的部分稱為“轉(zhuǎn)子”,固定不動的部分稱為“定子”。有刷電機(jī)的線圈在轉(zhuǎn)子上,磁鐵在定子上,線圈通電后就會在磁場中受力而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。
然而我們發(fā)現(xiàn),電機(jī)的正負(fù)極(銅片)是在定子(電機(jī)外殼)上的,繞在轉(zhuǎn)子上的線圈卻要一直轉(zhuǎn)動。那么,怎么才能將電流傳送到線圈呢?
說到這兒,就不得不提這有刷電機(jī)還真是“有兩把刷子”!有刷電機(jī)內(nèi)部有一對“電刷”,內(nèi)通換向器,外達(dá)正負(fù)極,通電變相全搞定,持續(xù)旋轉(zhuǎn)無壓力。
電刷本是一對碳電極,因其在線圈接頭滑動而得名為“刷”。科學(xué)書上的直流電機(jī)原理圖
不過,電刷也是讓有刷電機(jī)短命的罪魁禍?zhǔn)住S捎诔掷m(xù)的滑動和摩擦,電刷會不斷磨損消耗。因此,有刷電機(jī)必須定期更換碳刷以維持正常使用。
成也是刷,敗也是刷;既然如此,何不無刷?
無刷電機(jī):“無刷勝有刷”
無刷電機(jī),顧名思義,就是沒有電刷的電機(jī)。那既然沒有了電刷,又如何才能讓電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)呢?
原來,無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)與有刷電機(jī)正好相反:有刷電機(jī)是磁極定,線圈轉(zhuǎn);無刷電機(jī)則是線圈定,磁極轉(zhuǎn)。例如下圖的無刷電機(jī),銀色的金屬殼內(nèi)安裝了一圈磁極,通電時磁極就會帶著外殼飛速旋轉(zhuǎn)。
航模無刷電機(jī)
相較于黑白低調(diào)的有刷電機(jī),無刷電機(jī)大多有著華麗的外表來體現(xiàn)其高貴身份(和價格)。更要命的是,無刷電機(jī)居然有三根線!如果紅接正,黑接負(fù),那黃接什么?
這里就不得不介紹一下無刷電機(jī)的工作原理:無刷電機(jī)雖然沒有電刷,但依然需要通過電流換向才能使電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。無刷電機(jī)采用電子換向,利用外接的電子設(shè)備使線圈中的電流周期性變化,從而形成正確方向的磁力來驅(qū)動電機(jī)。所謂的“無刷電調(diào)”指的就是這種電子設(shè)備。
無刷電調(diào)
上圖中無刷電調(diào)左側(cè)的紅藍(lán)黑三根線,正好對上無刷電機(jī)的三根線。普通無刷電機(jī)的三根線并無順序之分,不管是紅黃黑、紅藍(lán)黑還是黑黑黑,改變接線順序一般只會導(dǎo)致不同的旋轉(zhuǎn)方向。
各種無刷電機(jī)
無刷電機(jī)沒有電刷,自然也沒了那些煩惱。沒有電刷摩擦,噪音和電火花統(tǒng)統(tǒng)不見;沒有電刷摩擦,無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速飛起還省電;沒有電刷摩擦,無刷電機(jī)幾乎不需額外的維護(hù)……
無刷電機(jī)在許多方面都高于有刷電機(jī),價格上也不例外。無論是控制電路(電調(diào))還是電機(jī)本身,其造價和售價都比同等級別的有刷電機(jī)要高出不少。
總結(jié):有刷無刷怎么選?
有刷:運(yùn)行穩(wěn),出力大,效率低,壽命短
無刷:體積小,重量輕,轉(zhuǎn)速高,價格貴
作為最基礎(chǔ)的電機(jī)類型,有刷電機(jī)通電就轉(zhuǎn),控制簡單,是入門學(xué)習(xí)之首選。無刷電機(jī),尤其是需要正反轉(zhuǎn)時,對控制有更高的要求。
在損耗方面,由于無刷電機(jī)采用了永磁體,轉(zhuǎn)子無磁芯消耗,所以無刷電機(jī)的效率更高,同時減少了電機(jī)的維護(hù),延長了電機(jī)的使用壽命。
無刷電機(jī)要想利用好,還需要一個好的電調(diào)來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,那么關(guān)于電調(diào)那么我們就有更多需要研究的了,什么樣的電調(diào)能夠更好的控制電機(jī),不同的電調(diào)有什么優(yōu)缺點(diǎn)。
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相信這個技術(shù)分享能夠解答你的疑問!課程中我們將拆解一個無人機(jī),講解無人機(jī)系統(tǒng)的電機(jī)知識,并介紹無人機(jī)FOC電調(diào)方案。
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