無(wú)刷與有刷電機(jī)的顯著差異
無(wú)刷電機(jī)和有刷電機(jī)作為兩種常見(jiàn)的直流電機(jī),在結(jié)構(gòu)、工作原理、性能及應(yīng)用場(chǎng)景上存在顯著差異。
從結(jié)構(gòu)與換向方式來(lái)看,有刷電機(jī)的核心特征是依賴機(jī)械換向器和碳刷實(shí)現(xiàn)電流換向,換向器與轉(zhuǎn)子同軸轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)碳刷與換向片的接觸改變電流方向,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,但存在碳刷和換向器的機(jī)械磨損部件;無(wú)刷電機(jī)則取消了機(jī)械換向器和碳刷,采用電子換向技術(shù),通過(guò)位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置,再由電子控制器控制定子繞組的電流切換,實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸換向,結(jié)構(gòu)上由定子(含繞組)、轉(zhuǎn)子(永磁體)和電子控制電路組成,沒(méi)有機(jī)械磨損部件。

在性能與壽命方面,有刷電機(jī)因碳刷與換向器的摩擦,運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生火花、噪聲和能量損耗,效率較低,且碳刷磨損快,壽命較短,維護(hù)時(shí)需定期更換碳刷;無(wú)刷電機(jī)無(wú)機(jī)械摩擦,運(yùn)行噪聲低、無(wú)火花,能量損耗小,效率更高,且無(wú)碳刷磨損問(wèn)題,壽命大幅延長(zhǎng),維護(hù)成本低,可靠性更高。
控制與調(diào)速能力上,有刷電機(jī)控制簡(jiǎn)單,通過(guò)調(diào)節(jié)電壓即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速,但調(diào)速范圍較窄,控制精度較低,難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的轉(zhuǎn)矩或速度閉環(huán)控制;無(wú)刷電機(jī)需配合專用控制器,可通過(guò) PWM(脈沖寬度調(diào)制)技術(shù)精準(zhǔn)控制電流、電壓和頻率,實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)速(從低速到高速均穩(wěn)定),支持速度、轉(zhuǎn)矩、位置等高精度閉環(huán)控制,適配自動(dòng)化和精密控制場(chǎng)景。
從應(yīng)用場(chǎng)景區(qū)分,有刷電機(jī)因成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用于對(duì)壽命和精度要求不高的場(chǎng)景;無(wú)刷電機(jī)則因效率高、長(zhǎng)壽命、控制靈活,廣泛應(yīng)用于對(duì)性能要求較高的領(lǐng)域。
