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无刷电机与有刷电机对比

作者: 来源: 日期:2020-7-7 9:17:03 人气:11

在无刷直流电机中,电子伺服系统代替了机械换向器触点。电子传感器检测转子的角度,并控制半导体开关,如晶体管开关和电流通过线圈。消除了滑动接触,使无刷电机具有更少的摩擦和更长的使用寿命,它们的工作寿命只受轴承寿命的限制。

有刷直流电机在静止时产生大转矩,随速度增加线性减小。

无刷电机可以克服有刷电机的一些局限性,它们包括更高的效率和更低的机械磨损敏感性。

典型的无刷电机具有永磁体,永磁体绕固定电枢旋转,消除了将电流连接到移动电枢的问题。一个电子控制器取代了电刷/换向器组件的无刷直流电机,它不断切换相位的绕组,以保持电机运转,该控制器通过使用固态电路而不是电刷/换向器系统执行类似的定时功率分配。

与有刷直流电机相比,无刷直流电机有几个优点,包括高转矩重量比、更大的每瓦转矩(提高效率)、更高的可靠性、更低的噪音、更长的使用寿命、消除换向器产生的电离火花以及全面减少电磁干扰。由于转子上没有绕组,它们不受离心力,而且由于绕组由外壳支撑,它们可以通过传导冷却,不需要电机内部的气流来冷却。

无刷电机换向可以在软件中使用微控制器或微处理器计算机实现,也可以在模拟硬件中实现,或在数字固件中使用现场可编程门阵列(FPGA)实现。用电子器件代替电刷进行换向,可以实现更大的灵活性和功能,这是有刷直流电机所不具备的,包括速度限制、用于缓慢或精细运动控制的“微步”操作,以及静止时的保持力矩。控制器软件可以定制特定的电机在应用中使用,导致更大的换向效率。

应用于无刷电机的大功率很大程度受热量限制,过多的热量会使磁体变弱,损坏绕组的绝缘性能。在将电力转化为机械动力时,无刷电机比有刷电机效率更高。这种改进很大程度上由于位置传感器反馈所决定的切换电流的频率。在电机性能曲线的空载和低载区域效率提高较大,在高机械负载下,无刷电机和高质量有刷电机的效率是相当的。


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