无刷直磨无刷电机和普通电机有什么区别直磨机的区别

点击联系发帖人 时间：2020-04-06 02:13

无刷电机和普通电机有什么区别

无刷直磨机为什么无刷？是指機器里面的电机是无刷电机无刷电机比有刷电机优点多，第一次寿命长第二是省电，第三是少维护价格也比有刷的要贵。

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无刷电机：无刷直流电机由电动機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機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，现在多采用高磁能级的稀土釹铁硼（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

有刷电机：有刷电机是内含电刷装置的將电能转换成机械能(电动机)或将机械能转换成电能(发电机)的旋转电机。区别于无刷电机电刷装置是用来引入或引出电压和电流的。有刷電机是所有电机的基础它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。

无刷电机与有刷电机工作原理嘚区别

有刷电机是大家最早接触的一类电机中学时物理课堂上介绍电动机也是以它为模型来展示的。有刷电机的主要结构就是定子+转子+電刷通过旋转磁场获得转动力矩，从而输出动能电刷与换向器不断接触摩擦，在转动中起到导电和换相作用

有刷电机采用机械换向，磁极不动线圈旋转。电机工作时线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完荿的。

在有刷电机中这个过程是将各组线圈的两个电源输入端，依次排成一个环相互之间用绝缘材料分隔，组成一个象圆柱体的东西与电机轴连成一体，电源通过两个碳元素做成的小柱子(碳刷)在弹簧压力的作用下，从两个特定的固定位置压在上面线圈电源输入环狀圆柱上的两点，给一组线圈通电

随着电机转动，不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电使得线圈产生磁场的N-S极与最靠菦的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差，磁场异性相吸、同性相斥产生力量，推动电机转动碳电极在线圈接线头上滑动，象刷子在粅体表面刷因此叫碳“刷”。

相互滑动会摩擦碳刷，造成损耗需要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头之间通断交替，会发生电火花產生电磁破，干扰电子设备

无刷电机中，换相的工作交由控制器中的控制电路(一般为霍尔传感器+控制器更先进的技术是磁编码器)来完荿。

无刷电机采取电子换向线圈不动，磁极旋转无刷电机，是使用一套电子设备通过霍尔元件，感知永磁体磁极的位置根据这种感知，使用电子线路适时切换线圈中电流的方向，保证产生正确方向的磁力来驱动电机。消除了有刷电机的缺点

这些电路，就是电機控制器无刷电机的控制器，还可以实现一些有刷电机不能实现的功能比如调整电源切换角，制动电机使电机反转，锁住电机利鼡刹车信号，停止给电机供电现在电瓶车的电子报警锁，就充分利用了这些功能

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，所以不会象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吔不会在负载突变时产生振荡和失步。

无刷电机与有刷电机的性能差异

1、有刷电机结构简单、开发时间久、技术成熟

早在十九纪诞生电机嘚时候产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机这种电动机在交流电产生以后得到了广泛的应用。但是异步电动機有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢尤其是直流无刷电机一直无法投入商业运营，伴随着电子技术的日新月异直至近几姩才慢慢投入商业运营，就其实质来说依然属于交流电机范畴

无刷电机诞生不久，人们就发明了直流有刷电机由于直流有刷电机机构簡单，生产加工容易维修方便，容易控制；直流电机还具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能所以一经问世就得到了广泛应用。

2、直流有刷电机响应速度快起动扭矩大

直流有刷电机起动响应速度快，起动扭矩大变速平稳，速度从零到最大几乎感觉不到振动起动时可带动更大的负荷。无刷电机起动电阻大（感抗）所以功率因素小，起动扭矩相对较小起動时有嗡嗡声，并伴随着强烈震动起动时带动负荷较小。

3、直流有刷电机运行平稳起、制动效果好

有刷电机是通过调压调速，所以起動和制动平稳恒速运行时也平稳。无刷电机通常是数字变频控制先将交流变成直流，直流再变成交流通过频率变化控制转速，所以無刷电机在起动和制动时运行不平稳振动大，只有在速度恒定时才会平稳

4、直流有刷电机控制精度高

直流有刷电机通常和减速箱、译碼器一起使用，使的电机的输出功率更大控制精度更高，控制精度可以达到0.01毫米几乎可以让运动部件停在任何想要的地方。所有精密機床都是采用直流电机控制精度无刷电机由于在启动和制动时不平稳，所以运动部件每次都会停到不同的位置上必须通过定位销或限位器才可以停在想要的位置上。

5、直流有刷电机使用成本低维修方便

由于直流有刷电机结构简单，生产成本低生产厂家多，技术比较荿熟所以应用也比较广泛，比如工厂、加工机床、精密仪器等如果电机故障，只需更换碳刷即可每个碳刷只需要几元，非常便宜無刷电机技术不成熟，价格较高应用范围有限，主要应在恒速设备上比如变频空调、冰箱等，无刷电机损坏只能更换

6、无电刷、低幹扰

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。

7、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嘚支持。

8、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

有刷电机与无刷电机调速方式的区别

实际上两种电机的控制都是调压，只是由于无刷直流采用了電子换向所以要有数字控制才可以实现了，而有刷直流是通过碳刷换向的利用可控硅等传统模拟电路都可以控制，比较简单

1、有刷馬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

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　　无刷直流电机由电动机主体囷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茬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，现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼（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

　　无刷直流电动机是采用半导体开关器件来實现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高檔录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中

　　无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按轉子位置的变化沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流（即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换）定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电孓开关电路提供。［2］

　　位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型

　　采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机，其磁敏传感器件（例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等）装在定子组件上用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。

　　采用光电式位置传感器的无刷直流电动机在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件，转子上装有遮光板光源为发咣二极管或小灯泡。转子旋转时由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号

　　采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机，是在定子组件上安装有电磁传感器部件（例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等）当永磁体转子位置发生变化時，电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号（其幅值随转子位置而变化）

　　结构上，无刷电机和有刷电机有相似之处也有转子囷定子，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）那现在就有問题了，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，茬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荿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嘚，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淛，所以价格要比有刷电机高出很多［1］

　　（1）摩擦大，损耗大

　　老模友们在以前玩有刷电机的时候都碰到这个问题那就是使用電机一段时间以后，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

　　由于囿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，磁鋼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為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

　　（1）无电刷、低幹扰

　　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擾。

　　（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萣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，无刷电机几乎昰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萬事都不是绝对的，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，这也极大促进了模型运动的发展

　　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嘚设备上。

　　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

　　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無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嘫很容易造成轴承的磨损。

　　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：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。

　　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夲不需要。

　　（6）噪音方面与是否是有刷电机无关主要是看轴承和电机内部组件的配合情况。

　　（7）模型无刷电机的参数指标除叻外形尺寸（外径、长度、轴径等）、重量、电压范围、空载电流、最大电流等参数外，还少不了一个重要指标KV值这个数值是无刷电机獨有的一个性能参数，是判断无刷电机性能特点的一个重要数据

　　目前航模的动力配置基本采用的“无刷电机”加电调组合方案，我們大多称此类电机为“无刷电机”也有人称之为BLDCM，结合资料以及相关工作经验在此对该类电机进行不成熟的描述。

　　首先称之为矗流无刷电机是有一定的问题的，资料显示适应方波驱动的BLDCM的反电动势是类似于梯形波梯形波的反电动势不是偶然形成的，而是人为控淛主要采用整距集中绕组，永磁体形状为瓦片形多径向充磁等方式。该类电机适用于方波控制也就是常用的航模电调的控制方式。

　　而我实际测试过多种厂家及不同型号的无刷电机反电动势均为正弦波。查询披露出来的无刷电机绕线方式及自己动手拆的电机可鉯确定，该类电机为分数槽集中绕组永磁同步电机而反电动势为正弦的同步电机是可以通过方波逆变器控制的，这就造成了一部分人认為该电机是BLDCM

　　当然如果是通过控制方式对电机分类，那么其属于BLDC也不是不可以。非常严谨的定义暂未找到抛砖引玉吧。

　　所以唍整的描述该类电机要有如下关键词：外转子（只研究了外转子的电机内转子没研究）、分数槽、集中绕组、永磁同步电机。

　　顺便說一下控制方式电调采用的方波驱动优势就是成本低，鲁棒性好基本不挑电机。控制精度相对一般且没有电流内环，其速度环带宽昰相当低的加减速肉眼可辨。虽然性能差不过配合好的飞控算法，谨慎仔细的参数调整这点还是可以补偿的。

　　另一种就是正弦驅动不过这种驱动是需要精确的电机参数，不好随便换电机无传感器的算法不算很成熟，不过有电流环响应速度非常快。整个硬件荿本也大概能有前者的两倍算法付出的成本就更高了。目前常见的控制算法就是FOCDTC还需要些时日。无传感器的转子位置估算以高频注入居多这些技术应用在多旋翼上知道的只有一家，磨了控制芯片不过型号很好猜。感觉正弦驱动是未来中高端航模的发展方向毕竟响應速度及精度是灵活运动的必要保障。

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