有刷發(fā)電機和無刷發(fā)電機有什么區(qū)別?
直流無刷發(fā)電機,顧名思義。直流好理解,我們重點來說說無刷是什么意思。有刷發(fā)電機,都是線圈在轉(zhuǎn)子上,永久磁鐵在定子上,具體詳情請看下面。
電機要穩(wěn)定連續(xù)旋轉(zhuǎn),是需要換向的。對電機原理有一定了解的同學們肯定會懂的,不明白的也沒關系,后面我會有專門章節(jié)來講解電機的換向原理。
1、有刷電機電機工作時,線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機轉(zhuǎn)動的換相器和電刷來完成的。
2、無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成,是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的,所以不會象變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動繞組,也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。
3、有刷電機是傳統(tǒng)產(chǎn)品,性能比較穩(wěn)定。無刷電機是升級產(chǎn)品,其壽命性能比有刷電機好。但其控制電路比較復雜,對元件的老化篩選要求比較嚴格。
4.無刷電機的設備可以運用于:乳制品行業(yè)、釀造行業(yè)、肉制品加工行業(yè)、豆制品加工行業(yè)、飲料加工行業(yè)、糕點加工業(yè)、藥品業(yè)、電子精密廠、等一些更高要求的無塵車間等,像迪奧電器產(chǎn)的無刷電機(DIHOUR)干手器,運用到工廠里比較多。
5.碳刷電機只能適用于各式洗手間等對要求不是太高的區(qū)域,而像無塵車間和防爆車間就無法使用了!
6.使用壽命,無刷電機可連續(xù)工作20000小時左右,常規(guī)的使用壽命7-10年。碳刷電機:可連續(xù)工作5000小時左右,常規(guī)的使用壽命2-3年。
7.節(jié)能方面,相對而言,無刷電機的耗電量只是碳刷的1/3。
一、有刷電機的原理
有刷電機采用機械換向,磁極不動,線圈旋轉(zhuǎn)。電機工作時,線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機轉(zhuǎn)動的換相器和電刷來完成的。
在有刷電機中,這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端,依次排成一個環(huán),相互之間用絕緣材料分隔,組成一個象圓柱體的東西,與電機軸連成一體,電源通過兩個碳元素做成的小柱子(碳刷),在彈簧壓力的作用下,從兩個特定的固定位置,壓在上面線圈電源輸入環(huán)狀圓柱上的兩點,給一組線圈通電。
隨著電機轉(zhuǎn)動,不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電,使得線圈產(chǎn)生磁場的N-S極與最靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個適合的角度差,磁場異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動電機轉(zhuǎn)動。碳電極在線圈接線頭上滑動,象刷子在物體表面刷,因此叫碳“刷”。
相互滑動,會摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設備。
二、無刷電機工作原理
無刷電機采取電子換向,線圈不動,磁極旋轉(zhuǎn)。無刷電機,是使用一套電子設備,通過霍爾元件,感知永磁體磁極的位置,根據(jù)這種感知,使用電子線路,適時切換線圈中電流的方向,保證產(chǎn)生正確方向的磁力,來驅(qū)動電機。消除了有刷電機的缺點。
這些電路,就是電機控制器。無刷電機的控制器,還可以實現(xiàn)一些有刷電機不能實現(xiàn)的功能,比如調(diào)整電源切換角,制動電機,使電機反轉(zhuǎn),鎖住電機,利用剎車信號,停止給電機供電?,F(xiàn)在電瓶車的電子報警鎖,就充分利用了這些功能。
無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成,是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的,所以不會象變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動繞組,也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。
三、調(diào)速方式的區(qū)別
實際上兩種電機的控制都是調(diào)壓,只是由于無刷直流采用了電子換向,所以要有數(shù)字控制才可以實現(xiàn)了,而有刷直流是通過碳刷換向的,利用可控硅等傳統(tǒng)模擬電路都可以控制,比較簡單。
1、有刷馬達調(diào)速過程是調(diào)整馬達供電電源電壓的高低。調(diào)整后的電壓電流通過整流子及電刷地轉(zhuǎn)換,改變電極產(chǎn)生的磁場強弱,達到改變轉(zhuǎn)速的目的。這一過程被稱之為變壓調(diào)速。
2、無刷馬達調(diào)速過程是馬達的供電電源的電壓不變,改變電調(diào)的控制信號,通過微處理器再改變大功率MOS管的開關速率,來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。這一過程被稱之為變頻調(diào)速。
四、性能差異
1、有刷電機結構簡單、開發(fā)時間久、技術成熟
早在十九紀誕生電機的時候,產(chǎn)生的實用性電機就是無刷形式,即交流鼠籠式異步電動機,這種電動機在交流電產(chǎn)生以后得到了廣泛的應用。但是,異步電動機有許多無法克服的缺陷,以致電機技術發(fā)展緩慢。尤其是直流無刷電機一直無法投入商業(yè)運營,伴隨著電子技術的日新月異,直至近幾年才慢慢投入商業(yè)運營,就其實質(zhì)來說依然屬于交流電機范疇。
無刷電機誕生不久,人們就發(fā)明了直流有刷電機。由于直流有刷電機機構簡單,生產(chǎn)加工容易,維修方便,容易控制;直流電機還具有響應快速、較大的起動轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能,所以一經(jīng)問世就得到了廣泛應用。
2、直流有刷電機響應速度快,起動扭矩大
直流有刷電機起動響應速度快,起動扭矩大,變速平穩(wěn),速度從零到最大幾乎感覺不到振動,起動時可帶動更大的負荷。無刷電機起動電阻大(感抗),所以功率因素小,起動扭矩相對較小,起動時有嗡嗡聲,并伴隨著強烈震動,起動時帶動負荷較小。
3、直流有刷電機運行平穩(wěn),起、制動效果好
有刷電機是通過調(diào)壓調(diào)速,所以起動和制動平穩(wěn),恒速運行時也平穩(wěn)。無刷電機通常是數(shù)字變頻控制,先將交流變成直流,直流再變成交流,通過頻率變化控制轉(zhuǎn)速,所以無刷電機在起動和制動時運行不平穩(wěn),振動大,只有在速度恒定時才會平穩(wěn)。
4、直流有刷電機控制精度高
直流有刷電機通常和減速箱、譯碼器一起使用,使的電機的輸出功率更大,控制精度更高,控制精度可以達到0.01毫米,幾乎可以讓運動部件停在任何想要的地方。所有精密機床都是采用直流電機控制精度。無刷電機由于在啟動和制動時不平穩(wěn),所以運動部件每次都會停到不同的位置上,必須通過定位銷或限位器才可以停在想要的位置上。
5、直流有刷電機使用成本低,維修方便。 由于直流有刷電機結構簡單,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)廠家多,技術比較成熟,所以應用也比較廣泛,比如工廠、加工機床、精密儀器等,如果電機故障,只需更換碳刷即可,每個碳刷只需要幾元,非常便宜。無刷電機技術不成熟,價格較高,應用范圍有限,主要應在恒速設備上,比如變頻空調(diào)、冰箱等,無刷電機損壞只能更換。
6、無電刷、低干擾
無刷電機去除了電刷,最直接的變化就是沒有了有刷電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花,這樣就極大減少了電火花對遙控無線電設備的干擾。
7、噪音低,運轉(zhuǎn)順暢
無刷電機沒有了電刷,運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小,運行順暢,噪音會低許多,這個優(yōu)點對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。
8、壽命長,低維護成本
少了電刷,無刷電機的磨損主要是在軸承上了,從機械角度看,無刷電機幾乎是一種免維護的電動機了,必要的時候,只需做一些除塵維護即可。
以上就是為大家收集的有刷發(fā)電機和無刷發(fā)電機的區(qū)別,如果您還有什么其他問題,歡迎隨時聯(lián)系我們。
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