无刷直流电机与有刷直流电机的结构、控制、性能比较一览表
工作原理的区别:
有刷电机采用机械换向,磁极不动,线圈旋转。有刷电机的主要结构就是定子+转子+电刷,通过旋转磁场获得转动力矩,从而输出动能。电刷与换向器不断接触摩擦,在转动中起到导电和换相作用。
无刷电机采取电子换向,线圈不动,磁极旋转。无刷直流电机由电机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。无刷电机通过霍尔元件,感知永磁体磁极的位置,根据这种感知,使用电子线路,适时切换线圈中电流的方向,保证产生正确方向的磁力,来驱动电机。
性能的区别:
有刷直流电机技术更为成熟、起动响应速度更快,起动扭矩更大,运行更平、控制精度更高。直流有刷电机机构简单,生产加工容易,在19世纪便得到了广泛应用,技术发展较为成熟。而无刷直流电机近十几年才慢慢投入商业运营,技术较为不成熟。直流有刷电机起动响应速度快,起动扭矩大,变速平稳,而无刷电机起动电阻大(感抗),起动扭矩相对较小。直流有刷电机输出功率更大,控制精度更高,控制精度可以达到0.01毫米,几乎可以让运动部件停在任何想要的地方。所有精密机床都是采用直流电机控制精度。
无刷直流电机干扰更低、噪音更低、寿命更长、维护成本更低。相对有刷直流电机,无刷直流电机去除了电刷,最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音会低许多,这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。少了电刷,无刷电机的磨损主要是在轴承上了,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可。
调速方式的区别:
实际上两种电机的控制都是调压,只是由于无刷直流采用了电子换向,所以要有数字控制才可以实现了,而有刷直流是通过碳刷换向的,利用可控硅等传统模拟电路都可以控制,比较简单。