【儀器儀表商情網(wǎng) 產(chǎn)品應(yīng)用】隨著對(duì)低能耗、高安全性、高可靠性和精確控制的需求不斷提升，工業(yè)自動(dòng)化的工業(yè)驅(qū)動(dòng)日趨復(fù)雜，需要尖端的電機(jī)技術(shù)的支持。本期大講臺(tái)將詳細(xì)解讀直流有刷電機(jī)和直流無刷電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)、設(shè)計(jì)要素等相關(guān)內(nèi)容。

有刷DC電機(jī)

刷式直流電機(jī)是現(xiàn)有歷史最久的電機(jī)拓?fù)渲?。它們將固定刷子安裝在定子機(jī)座上，摩擦轉(zhuǎn)子上的換向片，而后者又連接至旋轉(zhuǎn)的線圈段。隨著電機(jī)旋轉(zhuǎn)，不同轉(zhuǎn)子線圈不斷連接和斷開，這樣轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的凈磁場相對(duì)于定子機(jī)座就是固定的，且通過定子磁場正確定向，從而產(chǎn)生扭矩。當(dāng)換向片旋轉(zhuǎn)過刷子時(shí)，這些特定轉(zhuǎn)子線圈段的電觸頭將會(huì)斷開。由于轉(zhuǎn)子線圈是電感的，而電感器生成高回掃電壓來抵抗電流變化，因此刷子和斷開的換向片之間會(huì)產(chǎn)生火花。這些火花會(huì)導(dǎo)致很多負(fù)面結(jié)果，如電噪聲、效率降低，以及某些情況下的危險(xiǎn)操作。此外，刷子必須安裝彈簧來抵抗換向片，以確保電接觸良好。這進(jìn)一步降低了效率，需要定期維護(hù)更換刷子。

盡管有諸多劣勢，但刷式直流電機(jī)有一顯著優(yōu)勢：成本。由于控制刷式直流電機(jī)相對(duì)簡單，因此還廣泛用于系統(tǒng)成本是主要驅(qū)動(dòng)因素的應(yīng)用中。在使用永久磁性生成定子磁通的拓?fù)渲?，產(chǎn)生的速度/扭矩曲線非常有線性特征。因此，刷式直流電機(jī)歷來常用于工業(yè)伺服應(yīng)用，速度和扭矩分別與所應(yīng)用的電壓和電流成正比。但是，半導(dǎo)體器件的跌價(jià)使得電源轉(zhuǎn)換和控制的成本降低。因此，許多直流電機(jī)被交流電機(jī)所取代，后者帶來了效率和可靠性提高等優(yōu)勢。

刷式直流電機(jī)的主題多種多樣，如直流并聯(lián)電機(jī)和通用電機(jī)，兩者都使用定子線圈代替永久磁性。在直流并聯(lián)電機(jī)中，定子線圈與轉(zhuǎn)子電路并聯(lián);而在通用電機(jī)中，定子線圈與轉(zhuǎn)子串聯(lián)。通用電機(jī)在家電應(yīng)用中尤其常用，因?yàn)樗哂懈邌?dòng)扭矩，可以高速運(yùn)行。只需添加串聯(lián)晶閘管并進(jìn)行交流相位控制，便可輕松對(duì)通用電機(jī)進(jìn)行速度控制。但是，刷子/換向器結(jié)構(gòu)常見于這些電機(jī)類型，因此它們具有標(biāo)準(zhǔn) PM 刷式直流電機(jī)相同的劣勢。

無刷直流電機(jī) (BLDC)

無刷直流(BLDC)電機(jī)可以想像成與刷式直流電機(jī)截然相反，其中永久磁性在轉(zhuǎn)子上，而繞線在定子上。因此，該電機(jī)沒有刷子和換向器，消除了與刷式直流電機(jī)產(chǎn)生火花相關(guān)的劣勢。

圖題：無刷直流電機(jī) (BLDC)