發(fā)布日期:2022-11-18
電機(jī)包括很多種類,除了一部分特殊種類以外,基本上都是利用磁體的N極和S極的磁力(吸引力和排斥力),以及電流流過(guò)產(chǎn)生的磁場(chǎng),使電機(jī)的軸(轉(zhuǎn)子軸)旋轉(zhuǎn)的原理制成。
其中,使用直流電源轉(zhuǎn)動(dòng)軸的電機(jī)稱為直流電機(jī)(DC電機(jī)),大致可以分為";;有刷";;和";;無(wú)刷(BLDC)";;。
那么,什么是電刷?
電刷是與換向器組合使用的直流電機(jī)零件,是使直流電機(jī)保持旋轉(zhuǎn)的機(jī)制之一。也就是說(shuō),帶有換向器和電刷的直流電機(jī)就是";;直流有刷電機(jī)";;,使用電子電路代替換向器和電刷的直流電機(jī)就是";;直流無(wú)刷電機(jī)(BLDC)";;。
直流有刷電機(jī)與直流無(wú)刷電機(jī)的區(qū)別
為了使直流電機(jī)的軸在某個(gè)方向上持續(xù)旋轉(zhuǎn),需要一種在軸(轉(zhuǎn)子)旋轉(zhuǎn)半圈時(shí)能夠使電流方向反轉(zhuǎn)的機(jī)制。直流有刷電機(jī)就使用換向器和電刷構(gòu)成了機(jī)械的切換機(jī)制。
但是,在這個(gè)機(jī)制中,軸在換向器和電刷接觸的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn),長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)將會(huì)導(dǎo)致?lián)Q向器與電刷因摩擦而老化。也就是說(shuō)它們都是消耗品,需要定期維護(hù)。而且,始終相互接觸還會(huì)導(dǎo)致電刷產(chǎn)生電磁干擾和噪音的問(wèn)題。
為此,直流無(wú)刷電機(jī)配置了電子電路用于檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài),省去了換向器和電刷,而且不需要定期維護(hù),同時(shí)也降低了電磁干擾和噪音。
直流有刷電機(jī)的工作原理
有刷電機(jī)用線圈作為轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),切換與電刷接觸的換向器。由此,也就切換了流過(guò)電流的線圈。
這樣,通過(guò)及時(shí)切換電流方向,就能夠使轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
直流無(wú)刷電機(jī)的工作原理
直流無(wú)刷電機(jī)使用永磁體作為轉(zhuǎn)子,不需要換向器和電刷。通過(guò)檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的磁極位置并切換電流流過(guò)的線圈,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。因此,無(wú)刷電機(jī)需要驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)器)。另外,還要使用霍爾傳感器等磁性傳感器檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)位置(也有不使用傳感器的無(wú)傳感器方式)。
霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)判斷磁場(chǎng)的強(qiáng)度。通過(guò)將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),檢測(cè)出永磁體的位置(N極還是S極),并通過(guò)切換流過(guò)電流的線圈使電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)。
直流有刷電機(jī)與直流無(wú)刷電機(jī)的特點(diǎn)
直流有刷電機(jī)的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
在不需要控制速度的情況下,不需要驅(qū)動(dòng)電路。
易于控制,易于使用
缺點(diǎn)
會(huì)消耗電刷和換向器因此需要維護(hù)
電刷會(huì)產(chǎn)生電磁干擾和噪音
直流無(wú)刷電機(jī)的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
換向器無(wú)需和電刷接觸,因此壽命較長(zhǎng)
可以實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)
跟蹤性、響應(yīng)性良好
缺點(diǎn)
需要驅(qū)動(dòng)電路
總體成本可能很高
直流無(wú)刷電機(jī)的種類
直流無(wú)刷電機(jī)分成外轉(zhuǎn)子方式和內(nèi)轉(zhuǎn)子方式兩大類。
外轉(zhuǎn)子方式
在內(nèi)側(cè)配置線圈,外側(cè)配置永磁體,使外側(cè)永磁體旋轉(zhuǎn)的方式。可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)轉(zhuǎn)子方式
在內(nèi)側(cè)配置永磁體,外側(cè)配置線圈,使內(nèi)側(cè)永磁體旋轉(zhuǎn)的方式。與有刷電機(jī)同樣,可以實(shí)現(xiàn)精密的控制。
直流無(wú)刷電機(jī)的用途
直流無(wú)刷電機(jī)具有小型、高功率、低振動(dòng)且低噪音、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于空調(diào)設(shè)備(空調(diào)、空氣凈化器等)、住宅設(shè)備、冰箱、熱水器、自動(dòng)販賣機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、投影儀、商業(yè)設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、汽車、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的多種用途。
空調(diào)設(shè)備
住宅設(shè)備
熱水器、燃燒器單元
自動(dòng)販賣機(jī)
冷凍、冷藏展示柜
金融終端(ATM)、找零機(jī)、貨幣兌換機(jī)、售票機(jī)
無(wú)塵室
光學(xué)產(chǎn)品
打印機(jī)
復(fù)印機(jī)
保健設(shè)備
商業(yè)設(shè)備
檢驗(yàn)分析儀