导语:电机的世界里,两种不同的存在——有刷电机和无刷电机——各自展现着独特的魅力。为了让大家更深入地了解这两者之间的差异,本文将一探究竟。
在众多类型的电机中,有刷电机与无刷电机是其中最为人熟知的一对。在过去,我们已经详细介绍了这两者的基础知识。现在,让我们进一步揭开它们之间性能差异的神秘面纱。如果你对这些高科技设备感到好奇,不妨继续阅读下去。
一、有刷电机
有刷电机会内置具有特殊功能的小齿轮,这些小齿轮被称作“碳刷”。它们在转动时与发出的磁场产生摩擦,从而将机械能转换成交流能量(在发动机会)或将交流能量转换成机械能(在直流发电会)。由于其启动快捷、制动及时以及能够平滑调节速度,有刷电机会成为许多应用中的首选。此外,由于控制系统相对简单,它们也易于维护和修理。
二、无刷電機
无刷直流電機由兩個主要部分組成:主動器件,即無法移動且總是保持相同位置狀態的永磁體,以及一個驅動器件,用於調整永磁體產生的旋轉速率。這種機械是一種典型的機電一體化產品,因為它不需要額外添加任何轉子上部位以實現啟動或負載變化時所需。我們現在知道,這使得無brush直接與三相異步電機不同,後者需要額外啟動繞組來處理重載起始過程中可能發生失步問題。此外,由於使用較強且稀土含量較低的地球材料,如鈦鐵硼(NdFeB),無brush直流電機比同容量三相異步電機更加緊湊,體積可以減少一個尺寸等級。
三、有Brush與No Brush之間性能差異
有Brush技術成熟度高,簡單性優先
早期發明並廣泛應用的是無Brush形式,即鼠籠式同步馬達,但這類馬達有一些不可克服的情況導致技術發展緩慢尤其是在當時還不能有效運行直流無Brush馬達前夕。隨著電子技術日新月異,直到近年才逐漸投入商業市場,因此從根本上來說,它仍然屬於交流馬達范圍內。而對比之下,有Brush馬達自出現就因為構造簡單、高效容易維護和控制,使得它們迅速獲得廣泛應用。
有Brush響應速度快,大扭矩输出
有Brush马达响应极快,可以快速从零转速达到额定转速,并且提供大扭矩。这使得它们非常适合用于需要快速启动并承受较大负荷的情况,无论是在变频调速还是直接连接功率源的情况下都表现出色。而对于无brush马达来说,其起动阻抗大,因此起动扭矩较小,而且通常伴随着强烈振动,在启动过程中承载较小负荷。
有Brush运行稳定性好,对起/制停效果良好
通过调整压力来实现调速,有brush马达因此能够提供平稳启动和停止,同时恒定运行状态也是如此。另一方面,无brush马达通常采用数字变频技术进行控制,这意味着通过改变频率来改变速度,而不是像同步马达那样改变压力。这导致无brush马达在启动和停止时不如有brush那般平顺,也就是说,它们会发出嗡嗡声,并伴随着振荡,而只有当速度保持恒定时才能达到平稳状态。
有Brush精度高,可控性佳
由于其常与减速箱或编码器配合工作,以此提高输出功率并提升精度至0.01毫米水平,使其几乎可以准确到每个想要的地方。这是为什么所有精密加工设备都会选择使用这种类型的驱动系统。而对于no brush则因为起始和结束过程并不那么光滑,所以每次操作后都会停留在不同的位置上,只要没有限制装置的话,就必须依靠设置标记或者限位机构来确保正确放置位置。
有Bush成本低廉,更便于维护及修复。
结构简洁可理解生产成本较低,一般制造商数量更多技术更为成熟所以广泛应用于各种工业领域例如工厂加工中心甚至精密仪器等如果发生故障仅需更换磨损后的碳片即可成本极低;而no-brush则因为技术不够成熟价格较贵应用范围有限主要见证那些要求长时间运行固定速度条件下的产品如空调冰箱等若出现问题则必须全新的替换无法再修复加剧了经济负担的问题
6., 无干扰能力强。
去除带来的最大变化之一就是没有了 Brushes 运行产生火花噪音,这样就极大减少了火花对周围电子设备干扰影响,使得环境更加安静安全优雅
7., 运作顺畅减少噪音。
缺乏 Brushes 的存在降低摩擦力,将运作变得更加顺畅,同时也显著降低了噪音水平,对模型稳定的重要支持
8., 长寿命,小维护需求。
磨损主要集中轴承上,从机械角度看,无 brushes 电机几乎是一种免维护品质,因为必要的时候只需清洁除尘即可享受到长久耐用的优势