无刷电机与有刷电机的区别 从零做四轴（9）

电动机有有刷和无刷之分。博主做四轴的时候弄不明白到底有刷电机和无刷电机到底有什么区别。为了直观的让大家理解，我去找了四驱车电机的拆解图，这个图就是我们小时候玩的四驱侧电机的拆解,想必很多人都干过拆电机这种事。第四张图那个就是电刷了，所以四驱车电机是有刷电机！

顾名思义，有刷电动机是内部含有换相电刷的电动机，无刷电机则不需要电刷。有刷电动机的2个刷(铜刷或者碳刷)是通过绝缘座固定在电动机后盖上直接将电源的正负极引入到转子的换相器上，而换相器连通了转子上的线圈，3个线圈极性不断的交替变换与外壳上固定的2块磁铁形成作用力而转动起来。

我们的小四轴就用有刷电机驱动，这种空心杯电机就是有刷电机：

由于换相器与转子固定在一起，而刷与外壳(定子)固定在一起，电动机转动时刷与换相器不断的发生摩擦产生大量的阻力与热量。所以有刷电机的效率低下损耗非常大。有刷电机的寿命也受限制于电刷的寿命。有刷电机总体说来有如下几个缺点：

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，那就是使用电机一段时间以后，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 　　由于有刷电机的结构原因，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，磁钢是会退磁的，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，很大程度是因为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。但是，有刷电机同样具有制造简单，成本低廉的优点，所以现在市面上有刷电机仍然占有很大份额。

无刷电机顾名思义就是没有任何刷！他的空载阻力主要来自转子与定子的旋转接触点，所以一般的无刷电机在转子两端都使用了滚珠轴承来减小摩擦！这样就不会有大量的摩擦阻力与热量(其实还是会发热，只是热源来自于线圈上的电阻损耗)，具有极高(80%-90%以上)的效率与高转速！一般应用在需要大功率输出的模型上，提供卓越的强劲动力！无刷电机优点大致归纳如下：

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、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。　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，但是万事都不是绝对的，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重，这也极大促进了模型运动的发展。

所以大四轴都是用无刷电机的，模型无刷电机的外观：

模型无刷电机的参数指标，除了外形尺寸（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独有的一个性能参数，是判断无刷电机性能特点的一个重要数据。

无刷电机KV值定义为：转速/V，意思为输入电压增加1伏特，无刷电机空转转速增加的转速值。总这个定义来看，我们能知道，无刷电机电压的输入与电机空转转速是遵循严格的线性比例关系的。无刷电机的意义不只是说明电机转速与电压成严格的线性比例关系，还对于电机的性能有一个开阔性的表示。 　　用过无刷电机的朋友大都有这种感觉，同级别（外径）的无刷电机，外转子的和内转子的通电比较一下，会发觉外转子电机扭力大一些，要“硬”一些，内转子电机扭力稍微小一些，要“软”一些，一看电机参数，外转子电机KV值800多，内转子电机1000多到2000多。再看一下转速，内转子电机的转速明显高于外转子电机。

其实这些特性都与KV值有关，按照KV值的定义来解释，无刷电机的空转极速，是KV值乘以输入的电压，这也就解释了内转子电机的转速为什么高于外转子无刷电机。就扭力特性来看，KV值一定意义上体现了电机扭力性能，拿外转子电机来说，电机的空载极速一般般，但是加上负载（例如螺旋桨）后，其极速降落到空载极速的60%-70%，但是拿同级别的内转子电机来测试的话，其带负载的转速只能到其空载极速的30%-40%，这明显体现出这两种电机的扭力特性差别，内转子电机的带负载的能力相对较低，为了满足扭力做功，内转子电机必需自行降速，增加通过电流，在电压不变的情况下，这样电机的输出功率就增加了，内转子电机的这种扭力特性也体现在具体的应用上，以前不少轻型泡沫固定翼飞机，最初都用的是内转子无刷电机，但是因为扭力特性的缘故，飞机螺旋桨并不是直接连接在电机上（非直驱），而是增加了一个减速齿轮组，为的就是改善内转子电机的扭力性能。同系列同外形尺寸的无刷电机，KV值也能区别电机的特性，比如 B3674 内转子电机，一个KV值是1860，一个KV值是2075，那第一个电机的扭力就要大一些，峰值做工电流就相对小一些；第二个电机的技术高一些，但是扭力特性就比第一个电机要差，峰值电流就会更大一些。无刷电机KV的意义，一定让你受益匪浅。无刷电机的一些基本知识模型用无刷KV值低的有1-2千，高的到5-6千，他表示的是电压每升高1伏，转速增加的数值，对于无刷，这个值是个常量。对于同种尺寸规格的无刷来说：绕线匝数多的，KV值低，最高输出电流小，但扭力大；绕线匝数少的，KV值高，最高输出电流大，但扭力小；单从KV值，不可以评价电机的好坏，因为不同KV值有不同的适用场合：低电压环境（7.4v），KV值低的，由于转速偏低，适合配较小的减速比和较大的螺旋桨，靠较大负荷来提升电流，输出较大功率；KV值高的，由于转速较高，适合配较大的减速比和较小的螺旋桨，在满足输出功率的条件下，要减小负荷，避免电流过大；高电压环境（11.1v），KV值低的，在这个电压环境下可以达到较高的转速，扭力也不错，比较理想。需要配和较大的减速比和较小的螺旋桨，在满足输出功率的条件下，要减小负荷，避免电流过大；KV值高的，在该环境中转速过高，为避免电流过大，要尽量减少负荷。利用其高转速，用于涵道风扇发动机很适合。