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微电机之有刷电机与无刷电机之间的性能差异

2020-10-12

微电机之有刷电机与无刷电机之间的性能差异

    在微型直流电机的应用中,有刷电机无刷电机各占半边江山,这两种微电机明显的区别是一个有电刷一个无电刷。那么除了在电刷方面的区别之外,它们在性能上还有哪些差异呢?

    有刷直流电机采用机械换向,磁极是不用的,线圈则旋转,微型直流电机在工作时,线圈会带动换向器转动,线圈上的电流方向变化都是由电刷和换向器摩擦来完成的,电刷与换向器会产生摩擦、造成损耗,一般寿命只有几百个小时,对于需要连续运转的产品就不够用了,大型的有刷直流电机还要定期的更换碳刷。

    而无刷直流电机就解决了这一难点,采取的是电子换向,微型直流电机的线圈是不动的,磁极旋转。电子换向则是通过霍尔传感器来感知永磁体磁极的位置,通过感知实时切换线圈中的电流方向来保障产生的磁力方向是正确的,从而驱动微型直流电机。

    有刷直流电机与无刷直流电机的调速方式是不一样的,有刷直流电机调速非常简单,无刷直流电机比较复杂。

    调速原理都是控制电压,只是无刷微型直流电机用了电子换向,那么就需要数字控制了,所以比较复杂,它的调速过程中微型直流电机的供电的电压是不变的,通过改变电调的控制信号,然后再通过微处理器改变MOS管的开关速率来实现改变转速,这个叫做变频调速。

    有刷微型直流电机是通过电刷换向的,通过可控硅传动的模拟电路就可以控制了,非常简单,只要调整微型直流电机供电源电压的高低可以调速了,电压电流通过整流子电刷转换改变电极磁场的强弱,从而改变转速,这种被称为变压调速。

    有刷微型直流电机结构简单、容易被控制,还具有响应快速、启动转矩大、变速平稳等等特点,转速从启动到较大几乎是感觉不到振动,而且可以带动更大的负荷。无刷微型直流电机启动电阻较大,功率因素小、启动转矩相对也较小,带动负荷也会比较小。

    调速方面,有刷微型直流电机是通过调压调速的,启动和制动都比较平稳,恒速运行也就平稳,无刷微型直流电机是变频控制调速,通过频率变化来控制转速,所以无刷微型直流电机只有在转速恒定情况下才会平稳。在控制精度方面,有刷微型直流电机的控制精度会更高,无刷微型直流电机需要限位器才可得到更高的精度控制。

    成本方面有刷微型直流电机更低,无刷直流电机成本更高,但是无刷直流就是你们没有电刷在运行时没有摩擦,在极大程度上减少了电磁干扰,噪音也会更低,使用寿命也更长,像有刷微型直流电机也就几百个小时的寿命,而无刷微型直流电机可达上千到数千个小时,转速方面也有非常大的程度提升,可达10万转以上。

    无刷微型直流电机集合了有刷微型直流电机的特点,主要是控制较为复杂、成本较高,所以在实际应用中,除有刷微型直流电机参数无法满足情况下,还是有刷直流电机应用比较多。


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