直流有刷電機與無刷電機的區(qū)別

首先介紹有刷電機與無刷電機工作原理，最后從調(diào)速方式及性能差異這兩個方面詳細的闡述了有刷電機與無刷電機的區(qū)別。

有刷電機與無刷電機工作原理

1、有刷電機

電機工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的。在電動車行業(yè)有刷電機分高速有刷電機和低速有刷電機。有刷電機和無刷電機有很多區(qū)別，從名字上可以看出有刷電機有碳刷，無刷電機沒有碳刷。

有刷電機有定子和轉子兩大部分組成，定子上有磁極(繞組式或永磁式)，轉子有繞組，通電后，轉子上也形成磁場(磁極)，定子和轉子的磁極之間有一個夾角，在定轉子磁場(N極和S極之間)的相互吸引下，使電機旋轉。改變電刷的位置，就可以改變定轉子磁極夾角(假設以定子的磁極為夾角起始邊，轉子的磁極為另一邊，由轉子的磁極指向定子的磁極的方向就是電機的旋轉方向)的方向，從而改變電機的旋轉方向。

2、無刷電機

無刷電機采取電子換向，線圈不動，磁極旋轉。無刷電機，是使用一套電子設備，通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時切換線圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來驅(qū)動電機。消除了有刷電機的缺點。

這些電路，就是電機控制器。無刷電機的控制器，還可以實現(xiàn)一些有刷電機不能實現(xiàn)的功能，比如調(diào)整電源切換角，制動電機，使電機反轉，鎖住電機，利用剎車信號，停止給電機供電?，F(xiàn)在電瓶車的電子報警鎖，就充分利用了這些功能。

無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會象變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。

有刷電機與無刷電機的區(qū)別詳解

一、調(diào)速方式的區(qū)別

實際上兩種電機的控制都是調(diào)壓，只是由于無刷直流采用了電子換向，所以要有數(shù)字控制才可以實現(xiàn)了，而有刷直流是通過碳刷換向的，利用可控硅等傳統(tǒng)模擬電路都可以控制，比較簡單。

1、有刷馬達調(diào)速過程是調(diào)整馬達供電電源電壓的高低。調(diào)整后的電壓電流通過整流子及電刷地轉換，改變電極產(chǎn)生的磁場強弱，達到改變轉速的目的。這一過程被稱之為變壓調(diào)速。

2、無刷馬達調(diào)速過程是馬達的供電電源的電壓不變，改變電調(diào)的控制信號，通過微處理器再改變大功率MOS管的開關速率，來實現(xiàn)轉速的改變。這一過程被稱之為變頻調(diào)速。

二、性能差異

1、有刷電機結構簡單、開發(fā)時間久、技術成

有刷電機是傳統(tǒng)產(chǎn)品，性能比較穩(wěn)定。無刷電機是升級產(chǎn)品，其壽命性能比有刷電機好。但其控制電路比較復雜，對元件的老化篩選要求比較嚴格。

無刷電機誕生不久，人們就發(fā)明了直流有刷電機。由于直流有刷電機機構簡單，生產(chǎn)加工容易，維修方便，容易控制;直流電機還具有響應快速、較大的起動轉矩、從零轉速至額定轉速具備可提供額定轉矩的性能，所以一經(jīng)問世就得到了廣泛應用。

2、直流有刷電機響應速度快，起動扭矩大

直流有刷電機起動響應速度快，起動扭矩大，變速平穩(wěn)，速度從零到最大幾乎感覺不到振動，起動時可帶動更大的負荷。無刷電機起動電阻大(感抗)，所以功率因素小，起動扭矩相對較小，起動時有嗡嗡聲，并伴隨著強烈震動，起動時帶動負荷較小。

3、直流有刷電機運行平穩(wěn)，起、制動效果好

有刷電機是通過調(diào)壓調(diào)速，所以起動和制動平穩(wěn)，恒速運行時也平穩(wěn)。無刷電機通常是數(shù)字變頻控制，先將交流變成直流，直流再變成交流，通過頻率變化控制轉速，所以無刷電機在起動和制動時運行不平穩(wěn)，振動大，只有在速度恒定時才會平穩(wěn)。

4、直流有刷電機控制精度高

直流有刷電機通常和減速箱、譯碼器一起使用，使的電機的輸出功率更大，控制精度更高，控制精度可以達到0.01毫米，幾乎可以讓運動部件停在任何想要的地方。所有精密機床都是采用直流電機控制精度。無刷電機由于在啟動和制動時不平穩(wěn)，所以運動部件每次都會停到不同的位置上，必須通過定位銷或限位器才可以停在想要的位置上。

5、直流有刷電機使用成本低，維修方便。 由于直流有刷電機結構簡單，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)廠家多，技術比較成熟，所以應用也比較廣泛，比如工廠、加工機床、精密儀器等，如果電機故障，只需更換碳刷即可，每個碳刷只需要幾元，非常便宜。無刷電機技術不成熟，價格較高，應用范圍有限，主要應在恒速設備上，比如變頻空調(diào)、冰箱等，無刷電機損壞只能更換。

6、無電刷、低干擾

無刷電機去除了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電機運轉時產(chǎn)生的電火花，這樣就極大減少了電火花對遙控無線電設備的干擾。

7、噪音低，運轉順暢

無刷電機沒有了電刷，運轉時摩擦力大大減小，運行順暢，噪音會低許多，這個優(yōu)點對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。

8、壽命長，低維護成本

少了電刷，無刷電機的磨損主要是在軸承上了，從機械角度看，無刷電機幾乎是一種免維護的電動機了，必要的時候，只需做一些除塵維護即可。

無刷電機可連續(xù)工作20000小時左右，常規(guī)的使用壽命7-10年。碳刷電機：可連續(xù)工作5000小時左右，常規(guī)的使用壽命2-3年。

9、應用場合不同

無刷電機的設備可以運用于：乳制品行業(yè)、釀造行業(yè)、肉制品加工行業(yè)、豆制品加工行業(yè)、飲料加工行業(yè)、糕點加工業(yè)、藥品業(yè)、電子精密廠、等一些更高要求的無塵車間等，像迪奧電器產(chǎn)的無刷電機(DIHOUR)干手器，運用到工廠里比較多。

節(jié)能方面，相對而言，無刷電機的耗電量只是碳刷的1/3。

總而言之，有刷電機與無刷電機各有各的優(yōu)缺點，主要根據(jù)應用場合和實際需求來選擇，總結如下表所示：