無刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)的區(qū)別

      直流電機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電機(jī),。由于其良好的調(diào)速性能,，常被用于電力傳動。直流電機(jī)可分為無刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī),。本文西安西瑪電機(jī)有限公司介紹了無刷直流電機(jī)的工作原理及應(yīng)用,。其次，闡述了無刷直流電機(jī)的原理和應(yīng)用,。最后介紹了無刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī),，跟隨小編編了解一下吧。
什么是無刷直流電機(jī)

      無刷直流電機(jī)由電機(jī)本體和驅(qū)動器兩部分組成,，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,。無刷電機(jī)是指沒有電刷和換向器（或滑環(huán)）的電機(jī)，又稱無換向器電機(jī),。即使電機(jī)誕生于19世紀(jì),，實(shí)際生產(chǎn)的電機(jī)也是無刷形式，即異步交流鼠籠式電機(jī),。這臺發(fā)動機(jī)用途廣泛,。然而,，異步電機(jī)存在著許多難以克服的缺點(diǎn),，使得電機(jī)技術(shù)的發(fā)展緩慢,。晶體管誕生于上世紀(jì)中葉，因此無刷直流電機(jī)采用晶體管換流電路代替電刷和換向器,。這種新型無刷電機(jī)被稱為電子換向直流電機(jī),，它克服了第一代無刷電機(jī)的缺點(diǎn)。

無刷直流電機(jī)的工作原理

      無刷直流電機(jī)由電機(jī)本體和驅(qū)動器兩部分組成,，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,。電機(jī)的定子繞組通常由三相對稱星形連接組成，這與三相異步電機(jī)非常相似,。磁化的永磁體粘在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上,。位置傳感器安裝在電機(jī)內(nèi)，用于檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子的極性,。驅(qū)動器由電力電子器件和集成電路組成,。其功能是接收發(fā)動機(jī)的啟動、停止和制動信號,，以控制發(fā)動機(jī)的啟動,、停止和制動，接收位置傳感器信號,，以及控制倒檔開關(guān)的前進(jìn)和后退信號,，每個可變橋動力管產(chǎn)生連續(xù)的扭矩，接受速度指令和速度反饋信號,，控制和調(diào)整速度,，提供保護(hù)和顯示等。

      直流電機(jī)響應(yīng)迅速,，起動轉(zhuǎn)矩大,，能從零到額定轉(zhuǎn)速輸出額定轉(zhuǎn)矩。然而,，由于電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是直流電機(jī)在額定負(fù)載下也必須產(chǎn)生直流旋轉(zhuǎn)的缺點(diǎn),。對于轉(zhuǎn)矩輸出，電樞磁場和轉(zhuǎn)子磁場必須保持在90°恒定,，這需要使用碳刷和換向器,。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，碳刷和換向器會產(chǎn)生火花和碳粉,。因此,，除了部件損壞外，可能的用途也受到限制,。交流電機(jī)沒有碳刷或換向器,，無需維護(hù)，堅固耐用,，應(yīng)用范圍廣泛,。然而,，為了達(dá)到與直流電機(jī)相當(dāng)?shù)男阅埽梢允褂脧?fù)雜的控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn),。目前,，為了提高驅(qū)動電機(jī)的性能，半導(dǎo)體器件的開關(guān)頻率不斷提高,。微處理器的速度也越來越快,，實(shí)現(xiàn)了交流電機(jī)在旋轉(zhuǎn)的兩軸直角坐標(biāo)系中的控制，使交流電機(jī)的電流分量在兩軸上得到適當(dāng)?shù)目刂?，從而?shí)現(xiàn)了與直流電機(jī)性能相當(dāng)?shù)闹绷麟姍C(jī)的類似控制,。

      此外，許多微處理器在芯片中建立了控制電機(jī)所需的功能,，體積越來越小,，如模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、脈寬調(diào)制（pulse width modulator,，pwm）,。西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的無刷直流電機(jī)是對交流電機(jī)進(jìn)行電子換向控制，在不遺漏直流電機(jī)機(jī)構(gòu)的前提下,，得到與直流電機(jī)特性相似的應(yīng)用,。

1、操作原理

      每換相一組繞組正向勵磁,，第二組反向勵磁,，第三組不勵磁。轉(zhuǎn)子永磁的磁場與定子鋼板的磁場相互作用,，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,。理論上，兩個磁場之間的角為90μm.m,，當(dāng)兩個磁場重合時,，轉(zhuǎn)矩變?yōu)?。為了使轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn),，必須逐個改變定子磁場,，就像轉(zhuǎn)子磁場總是跟蹤定子磁場一樣。平等,。典型的“六級電流換向”序列圖顯示定子繞組的通電順序,。

2、扭矩/速度特性

      轉(zhuǎn)矩和速度特性顯示扭矩和速度特性,。西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的無刷直流有兩種轉(zhuǎn)矩測量：最大扭矩和標(biāo)稱扭矩,。如果發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，則顯示額定扭矩。無刷電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速前,，轉(zhuǎn)矩不變,。無刷電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速可以達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的150%，但轉(zhuǎn)速過高時,，電機(jī)轉(zhuǎn)矩會相應(yīng)減小。

      在實(shí)際應(yīng)用中,，我們經(jīng)常對負(fù)載的電機(jī)進(jìn)行啟停和反向運(yùn)行,。此時，需要大于額定扭矩的扭矩,。特別是,，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止且相反方向加速時，電機(jī)啟動,。此時,，需要更多的扭矩來平衡轉(zhuǎn)子本身的負(fù)載和慣性。此時必須提供最大扭矩,，直到電機(jī)進(jìn)入前進(jìn)扭矩曲線階段,。

無刷直流電機(jī)應(yīng)用

      無刷直流電機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車、工具,、工業(yè)控制,、自動化、航空航天等領(lǐng)域,。一般來說,，無刷直流電機(jī)可分為以下三種主要應(yīng)用：

      連續(xù)負(fù)荷應(yīng)用：主要適用于要求一定速度但不要求高速精度的區(qū)域，如B.風(fēng)扇,、泵,、吹風(fēng)機(jī)等應(yīng)用，這種應(yīng)用成本低廉,，通常為開環(huán),。

      變負(fù)荷應(yīng)用：主要應(yīng)用于在一定范圍內(nèi)需要改變轉(zhuǎn)速，對電機(jī)轉(zhuǎn)速特性和動態(tài)響應(yīng)時間特性有更高要求的應(yīng)用,。B,、 家用電器、旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)和壓縮機(jī)是很好的例子,。在汽車工業(yè),、油泵控制、電控,、發(fā)動機(jī)控制等領(lǐng)域,，此類應(yīng)用的系統(tǒng)成本相對較高。

      定位應(yīng)用：大多數(shù)工業(yè)控制和自動控制應(yīng)用都屬于這一類,。這種應(yīng)用往往完成能量傳遞,，因此對動態(tài)特性和轉(zhuǎn)矩的速度和控制要求也比較高,。光電和一些同步裝置可以用來測量速度。過程控制,、機(jī)器控制和運(yùn)輸控制是其中的許多應(yīng)用,。

有刷直流電機(jī)簡介

      西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的有刷直流電機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，它將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（直流電機(jī)）,，或通過內(nèi)置的電刷裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能（直流發(fā)電機(jī)）,。與無刷直流電機(jī)不同，刷裝置用于引入或繪制直流電壓和直流電流,。刷直流電機(jī)是所有電機(jī)的基礎(chǔ),。它具有起動快、制動及時,、調(diào)速范圍大,、控制電路相對簡單等特點(diǎn)。

有刷直流電機(jī)原理

      有定子產(chǎn)生靜磁場,。這個靜態(tài)磁場圍繞著電樞（或轉(zhuǎn)子）,。外部電源刺激電樞磁場。直流電刷電機(jī)的電機(jī)軸上還有兩塊彎曲的銅板,，稱為換向板,。電機(jī)轉(zhuǎn)動時，碳刷在換向器上滑動,。這樣,，可以產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，這個磁場被定子的靜止磁場所吸引,。電樞和定子繞組中的電流由電池或其他直流電源供電（帶有永久磁鐵的直流電刷電機(jī)沒有定子繞組）,。電池（或直流電源）提供恒定的直流電壓。電壓幅值決定了電機(jī)的速度,，因此蓄電池或直流電源是一個線性勵磁源,。改變有刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速最有效的方法是采用PwM（pulse width modulation）技術(shù)。PWM技術(shù)包括將恒壓源切換到固定頻率,?？梢酝ㄟ^改變PWM信號的脈沖寬度來調(diào)整電機(jī)的速度。脈沖高電平和低電平之間的比值稱為PWM信號的占空比,。直流電池電量的振幅對應(yīng)于PWM信號的平均振幅

有刷直流電機(jī)應(yīng)用

      有刷直流電機(jī)具有良好的起動和調(diào)速性能,，常用于對起動和調(diào)速要求較高的場合，如大型可逆式軋機(jī),、礦山電梯,、賓館高速電梯、刨床、電力機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車,、城市有軌電車,、地鐵、電動自行車等,，造紙印刷機(jī)械,、船用機(jī)械、大型精密機(jī)床和大型起重機(jī)等制造機(jī)械,。

無刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)的區(qū)別

      有刷直流電機(jī)與無刷電機(jī)的主要區(qū)別在于是否配備了常用的電刷換向器,。

      有刷直流電機(jī)的換向通常是通過石墨刷與轉(zhuǎn)子上的環(huán)形換向器接觸來實(shí)現(xiàn)的。無刷直流電機(jī)通過霍爾傳感器將轉(zhuǎn)子位置返回控制電路,，以便確定電機(jī)相位換向的準(zhǔn)確時間點(diǎn)。大多數(shù)無刷電機(jī)制造商生產(chǎn)帶有三個霍爾效應(yīng)定位傳感器的電機(jī),。由于無刷電機(jī)沒有電刷,，沒有相關(guān)的接口，使其更清潔,，更安靜,，事實(shí)上免維護(hù)，更耐用,。

      其次,，采用交流調(diào)速原理制作了無刷直流電機(jī)。性能方面,，直流電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩大,，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，調(diào)速方便,；交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,，無易損件（無直流電機(jī)、碳刷）

      第三,，價格,。由于需要一個特殊的控制電路來控制，所以價格大約是普通直流電機(jī)的三到四倍,。

      第四,，技術(shù)方面。由于大多數(shù)無刷直流電機(jī)都有自己的控制電路（當(dāng)然也有速度控制）,，您只需將其連接到標(biāo)稱電壓并輸入PWM信號即可進(jìn)行速度控制,。此時不需要添加特殊控制電路。此外,，由于霍爾元件作為反饋,，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速幾乎穩(wěn)定不變。

      西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的Z4直流電動機(jī)比Z2、Z3系列具有更大的優(yōu)越性,，它不僅可用直流機(jī)組電源供電,，更適用于靜止整流電源供電?？蓮V泛應(yīng)用于冶金工業(yè)軋機(jī),、金屬切削機(jī)床、造紙,、染織,、印刷、水泥,、塑料擠出機(jī)械等,。

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