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一直弄不懂直流“无刷马达”和“有刷马达”的你,请看这里

2019-07-11  回家的梦想

很多人干了多少年的机械工程师,还是会对各种电机马达怎么区分有点迷糊。

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永磁电机和普通电机的区别,和各自特点有哪些?

空心杯和普通电机的区别?

直流无刷电机与直流有刷电机的区别是什么?

无刷和有刷电机的优缺点?

以上这些问题,读到这篇文章的读者朋友们有几个能够回答的上来的,请问。

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我也是做了多年的工程师了,平时选电机型号用的很杂很广,什么伺服电机,步进电机,空心杯电机,还有区分细点的什么有刷和无刷电机。谁和谁是一家,有时候我也一时想不起来,搞混了,后来一总结,觉得还是基本原理没搞明白,就光凭借经验选了。

先说电机,在这里主要讨论直流(DC)。

电机有空心杯电机,普通电机,也可分为有刷电机及无刷电机。

有刷电机里面是有金属刷或者碳刷,无刷电机则没有刷片。

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空心杯电机也有分有刷和无刷,空心杯是线圈是杯形结构,在有刷电机中空心杯线圈是转子;在无刷电机中,空心杯线圈是定子;无刷电机通过霍尔检测做电子换向。

普通电机转子上安装励磁线圈;需要电流通入才有磁场;普通电机,尤其是励磁电机,经常用于大功率场合。

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永磁电机转子上安装有永磁体磁极;制成后不需外界能量即可维持其磁场;永磁电动机通常用于小功率场合;

到这里有点看明白了不?

空心杯电动机就是属于直流永磁的伺服、控制电动机。

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空心杯电机分为有刷和无刷两种,有刷空心杯电机转子无铁芯,无刷空心杯电机定子无铁芯。绕组采用三角形接法。

现在再说说有刷和无刷。

直流有刷电机和无刷电机的区别是是否配置有常用的电刷-换向器。有刷直流电机的换向一直是通过石墨电刷与安装在转子上的环形换向器相接触来实现的。

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而直流无刷电机则通过霍尔传感器把转子位置反馈回控制电路,使其能够获知电机相位换向的准确时间。大多数无刷电机生产商生产的电机都具有三个霍尔效应定位传感器。由于无刷电机没有电刷,故也没有相关接口,因此更干净,噪声更小,事实上无需维护,寿命更长。

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无刷电机的优缺点:

运行声音小:用在一些需要安静的地方如医院、银行、机场、学校等等安静的场所。

无火花:在一些场合就可以大显身手了有一些易燃易爆的地方。

寿命长:因为它用控制器代替了换向器和碳刷是有刷电机的几倍甚至十几倍。碳刷的寿命是有一定的限度的比如一千个小时碳刷就会磨损殆尽只能更换电刷可是更换电机。

速度高:因为采用了磁场感应没有实质的接触速度可以做的更快。

缺点是:造价高,不能在高磁场的环境中使用。

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有刷电机的优缺点:

结构简单:有刷电机机构简单,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。

运行平稳,起、制动效果好:有刷电机是通过调压调速,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,所以无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。

控制精度高:有刷电机通常和减速箱、译码器一起使用,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。所有精密机床都是采用直流有刷电机控制精度。

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缺点是:噪音增加、容易发热,有刷电机的寿命要比无刷短几倍;维护麻烦,需要不停的换电刷;因为电阻大,效率低、输出功率少;电刷和换向器摩擦会引起火花,干扰大。

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