电机包括很多种类,除了一部分特殊种类以外,基本上都是利用磁体的N极和S极的磁力(吸引力和排斥力),以及电流流过产生的磁场,使电机的轴(转子轴)旋转的原理制成。
其中,使用直流电源转动轴的电机称为DC电机(直流电机),大致可以分为"有刷"和"无刷(BLDC)"。
那么,什么是电刷?有刷DC电机与无刷DC电机的区别?电刷是与换向器组合使用的DC电机零件,是使DC电机保持旋转的机制之一。
也就是说,带有换向器和电刷的DC电机就是"有刷DC电机",使用电子电路代替换向器和电刷的DC电机就是"无刷DC电机(BLDC)"。
为了使DC电机的轴在某个方向上持续旋转,需要一种在轴(转子)旋转半圈时能够使电流方向反转的机制。
有刷DC电机就使用换向器和电刷构成了机械的切换机制。
但是,在这个机制中,轴在换向器和电刷接触的状态下旋转,长时间旋转将会导致换向器与电刷因摩擦而老化。
也就是说它们都是消耗品,需要定期维护。
而且,始终相互接触还会导致电刷产生电磁干扰和噪音的问题。
为此,无刷DC电机配置了电子电路用于检测轴的旋转状态,省去了换向器和电刷,而且不需要定期维护,同时也降低了电磁干扰和噪音。
有刷DC电机的工作原理有刷电机用线圈作为转子。
转子旋转时,切换与电刷接触的换向器。
由此,也就切换了流过电流的线圈。
这样,通过及时切换电流方向,就能够使转子持续旋转。
无刷DC电机的工作原理无刷DC电机使用永磁体作为转子,不需要换向器和电刷。
通过检测出转子的磁极位置并切换电流流过的线圈,使转子旋转。
因此,无刷电机需要驱动电路(驱动器)。
另外,还要使用霍尔传感器等磁性传感器检测轴的旋转位置(也有不使用传感器的无传感器方式)。
霍尔传感器利用霍尔效应判断磁场的强度。
通过将其转换为电信号,检测出永磁体的位置(N极还是S极),并通过切换流过电流的线圈使电机轴旋转。
有刷DC电机与无刷DC电机的特点有刷DC电机与无刷DC电机分别具有下列特点。
有刷DC电机的特点优点在不需要控制速度的情况下,不需要驱动电路。
易于控制,易于使用缺点会消耗电刷和换向器因此需要维护电刷会产生电磁干扰和噪音无刷DC电机的特点优点换向器无需和电刷接触,因此寿命较长可以实现高速旋转跟踪性、响应性良好缺点需要驱动电路总体成本可能很高无刷DC电机的种类无刷DC电机分成外转子方式和内转子方式两大类。
外转子方式在内侧配置线圈,外侧配置永磁体,使外侧永磁体旋转的方式。
可以实现稳定的旋转。
内转子方式在内侧配置永磁体,外侧配置线圈,使内侧永磁体旋转的方式。
与有刷电机同样,可以实现精密的控制。
无刷DC电机的用途无刷DC电机具有小型、高功率、低振动且低噪音、长寿命等特点,广泛应用于空调设备(空调、空气净化器等)、住宅设备、冰箱、热水器、自动贩卖机、复印机、打印机、投影仪、商业设备、测量仪器、汽车、医疗设备等领域的多种用途。
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