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無刷電機和有刷電機的區(qū)別

2024-01-12 173


有刷電機(磁極不動,線圈旋轉)

有刷電機是大家最早接觸的一類電機,中學時物理課堂上介紹電動機也是以它為模型來展示的。

有刷電機的主要結構就是 定子 + 轉子 + 電刷 ,通過旋轉磁場獲得轉動力矩,從而輸出動能。

電刷與換向器不斷接觸摩擦,在轉動中起到導電和換相作用。

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有刷電機采用機械換向,磁極不動,線圈旋轉。電機工作時,線圈和換向器旋轉,磁鋼和碳刷不轉,線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的。

在有刷電機中,這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端,依次排成一個環(huán),相互之間用絕緣材料分隔,組成一個象圓柱體的東西,與電機軸連成一體,電源通過兩個碳元素做成的小柱子(碳刷),在彈簧壓力的作用下,從兩個特定的固定位置,壓在上面線圈電源輸入環(huán)狀圓柱上的兩點,給一組線圈通電。

隨著電機轉動,不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電,使得線圈產(chǎn)生磁場的N-S極與最靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個適合的角度差,磁場異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動電機轉動。碳電極在線圈接線頭上滑動,象刷子在物體表面刷,因此叫碳“刷”。

相互滑動,會摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設備


無刷電機(磁極旋轉,線圈不動)

無刷電機中,換相的工作交由控制器中的控制電路(一般為霍爾傳感器+控制器,更先進的技術是磁編碼器)來完成。

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無刷電機采取電子換向,線圈不動,磁極旋轉。無刷電機,是使用一套電子設備,通過霍爾元件,感知永磁體磁極的位置,根據(jù)這種感知,使用電子線路,適時切換線圈中電流的方向,保證產(chǎn)生正確方向的磁力,來驅(qū)動電機。消除了有刷電機的缺點。

這些電路,就是電機控制器。無刷電機的控制器,還可以實現(xiàn)一些有刷電機不能實現(xiàn)的功能,比如調(diào)整電源切換角,制動電機,使電機反轉,鎖住電機,利用剎車信號,停止給電機供電?,F(xiàn)在電瓶車的電子報警鎖,就充分利用了這些功能。

無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成,是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的,所以不會象變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組,也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。