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无刷电机的原理与应用

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我们航模上用的电机几乎都是无刷电机,那么无刷电机和我们用的普通有刷电机有什么区别呢?先上对比图:

这是一只减速电机,是为了增加输出力矩而设计的电机。

这就是我们模友最熟悉的无刷电机了。
那么他们的区别是什么呢?
我们先了解下电机的工作原理在做分析有刷跟无刷电机的区别。电机是将电能转化成动能的机器,通电的线圈会产生磁场,与永磁体的磁场进行排斥作用就会产生运动。这是比较通俗易懂的解释。问题来了,如何才能保证俩磁场一直会保持与排斥的状态呢?这个问题就是有刷电机和无刷电机的区别所在了。
有刷电机一个非常重要的部件叫做换向器,通过转子的转动,换向器里能改变线圈中电流的方向,从而使得线圈磁场的方向会周期性的变换,保证两种磁场(永磁体和线圈产生的磁场)一直处于排斥的状态。如下图所示,换向器由电刷、刷盒、刷握架、滑环等组成。顾名思义区别于无刷电机。

但是无刷电机在结构上只有定子和转子,永磁体组成,那它是如何换向的呢?

来张实物图

这种模型事实上就是3相交流电动机。那为什么我们可以用普通的直流电源来驱动他呢?奥秘就在于我们使用的无刷电子调速器!无刷电子调速器与有刷电子调速器的根本区别在于无刷电子调速器将输入的直流电源,转变为三相交流电源,为无刷电动机提供电源。
无刷电机的空载阻力主要来自转子与定子的旋转接触点,所以一般的无刷电机在转子两端都使用了滚珠轴承来减小摩擦!这样就不会有大量的摩擦阻力与热量(其实还是会发热,只是热源来自于线圈上的电阻损耗),具有极高(80%-90%以上)的效率与高转速!


IP属地:浙江1楼2015-04-16 12:36回复
    我们再来了解一下无刷电机的转速问题,如图:

    讲到转速我们就会想到一个词,对!就是KV值,KV是一个转速单位等同于RPM/V,就是每1V电压获得的每一分钟的空载转速。转速=KV值*电压。所以说,KV值不同的电机会影响到整个机器的性能,相应的KV值电机配合适大小的螺旋桨和电调。


    IP属地:浙江2楼2015-04-16 12:42
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      无刷电机和有刷电机的性能比较:
      使用寿命:
      无刷电机:可连续工作20000小时左右,常规的使用寿命7-10年。
      碳刷电机:可连续工作5000小时左右,常规的使用寿命2-3年。
      节能方面:
      相对而言,无刷电机的耗电量只是碳刷的1/3。
      日后维修方面:
      碳刷电机磨损后,不仅更换碳刷,还更换转齿等电机周边的附件,成本要高出很多。最主要的是,整体的功能将会受到影响。

      无刷电机的特点:
      1、可替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速;
      直流无刷电机
      2、具有传统直流电机的优点,同时又取消了碳刷、滑环结构;
      3、有刹车、双转向功能;
      4、体积小、重量轻、出力大;
      5、转矩特性优异,中、低速转矩性能好,启动转矩大,启动电流小;
      6、无级调速,调速范围广,过载能力强;
      7、软启软停、制动特性好,可省去原有的机械制动或电磁制动装置;
      8、效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消除了多级减速损耗,综合节电率可达20%~60%。
      9、可靠性高,稳定性好,适应性强,维修与保养简单;
      10、耐颠簸震动,噪音低,震动小,运转平滑,寿命长;
      11、不产生火花,特别适合爆炸性场所,有防爆型;
      12、根据需要可选梯形波磁场电机和正弦波磁场电机。


      IP属地:浙江3楼2015-04-16 12:46
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