无刷电机新手篇，带你详细了解无刷电机
日期：2021-03-29
无刷直流电机是一种典型的机电一体化产品，它由电机主体和驱动器组成。因为无刷直流电动机采用自控方式运行，所以在变频调速条件下不会像同步电动机那样重负荷启动时，转子上不会附加启动绕组，负载突变时也不会产生振荡和失步。
直流无刷式电机工作原理。
无刷型直流电机定子绕组采用三相对称星形接法，与异步电机非常相似。在转子处粘上了充磁的永磁体，并在其内部安装了位置传感器，以检测电机转子极性。无刷型直流电机驱动由功率电子器件和集成电路等组成，其功能为：接收电动机的起动、停止、制动信号，控制其起动、停止和制动；接收位置传感器信号和正反向信号，控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接收速度指令和速度反馈信号，用于控制和调整转速；提供保护和显示等。
对异步电动机变频调速的研究，归根结底就是要找到一种方法来控制电机的转矩，稀土永磁无刷直流电机以其宽幅调速、体积小、效率高、稳态转速误差小等特点，必将在调速领域中发挥其优越性。
因此，无刷直流电机具有直流有刷电机的特性，同时也是变频装置，故又称直流变频，国际上常用名词为bldc.无刷直流电机的运行效率、低速转矩、转速精度等均优于任何控制技术的变频器，因此值得业界关注.
无刷电机在我国发展时间较短，因此随着技术的不断成熟和完善，其发展也越来越迅速。目前，该产品已在航模、医疗器械、家电、电动汽车等行业得到广泛应用，并在深圳、长沙、上海形成初步的产业链。比如深圳伟业电机长沙公司等一批厂家，在技术上不断推动行业的发展。
无刷电机存在的一些误区。
许多人见过模型中的无刷电机，他们使用的都是电池供电，所以很多人在认识到无刷电机就是直流电机的错误后，认为无刷电机就是交流电机，其实不然，无刷电机属于交流电机，是三相交流永磁电机的一种，输入模式无刷电机3根导线的电流是交流电，不过这种交流电不是50hz的市电正弦波，而是由无刷电机控制器(一般称为无刷电调)调制出来的三相交变矩形波，频率比50hz要高很多，而且随着电机的转速变化也会发生变化。
分析了无刷电机的结构。
在结构上，无刷电机与有刷电机有相似之处，也有转子与定子，只不过与有刷电机的结构相反；有刷电机的转子是线圈绕组，与动力输出轴相连，而有刷电机的转子是永磁钢；无刷电机的转子是永磁钢，与外壳一起与输出轴相连，而定子是线圈绕组，去掉了有刷电机用于交替变换电磁场的换向电刷，所以称为无刷电机(brushlessmotor)，那么现在问题来了，如果无刷电机不进行电磁场变换，如何使无刷电机转动呢？
无刷电机操作原理简单。
简而言之，依靠改变输入到无刷电机定子线圈的电流波的交变频率和波形，在线圈周围形成一个完全围绕电机几何轴旋转的磁场，该磁场带动转子上的永磁磁钢旋转，电机转起来，电机的性能与磁钢的数量、磁钢的磁通强度、电机的输入电压等因素有关，更与无刷电机的控制性能有很大的关系，因为输入的是直流电，需要用电子调速器将其转换成三相交流电，还需要从遥控器接收器中接收控制信号，控制电机的转速，以满足模型使用的要求。整体而言，无刷电机的结构是比较简单的，还是无刷电子调速器决定其使用性能，好的电子调速器需要对单片机控制程序设计，电路设计，复杂的加工工艺等过程进行全面控制，所以价格要比有刷电机高很多。
无刷机和有刷机性能的比较。
有刷电机的缺点模友可能会觉得很奇怪，怎么一上来就挑有刷的毛病；呵呵，我把下面的缺点说出来，大家都知道有刷电机的毛病是不小的。
摩擦系数大，损耗大。
以前玩有刷电动机的老模友们都遇到过这样的问题，用了一段时间后，需要打开电动机来清理碳刷，费时费力，维护强度不亚于来一次家庭大扫除。
发热严重，使用寿命短。
电刷与换向器的接触电阻大，其结构原因是有刷电机的接触电阻大，易产生发热；永磁体是热敏元件，如果温度过高，磁钢就会退磁，使电机性能下降，影响有刷电机的使用寿命。
效率低，输出功率小；
以上提到的有刷电机发热问题，很大程度上是由于电流在电机内做功时产生的电阻，所以电能有很大程度的转换为热能，所以有刷电机输出功率不大，效率不高。
无刷式电动机的优点
无电刷，干扰小；
无刷机去除电刷后，直接的变化就是有刷机运行时不会产生电火花，从而大大降低了电火花对遥控无线电设备的干扰。
噪音小，运转平稳；
无刷电机运行时，无刷电机的摩擦力大大降低，运行平稳，噪音也会小很多，这对模型运行的稳定性有很大的帮助。
寿命长，维护费用低；
减少刷子，无刷电机的磨损主要是在轴承上，从机械角度来说，无刷电机几乎是一种免维护电机，必要时，只需进行除尘保养即可。通过上下比较，可以看出无刷电机相比有刷电机的优势在哪里，但任何事情都不是绝对的，无刷电机具有低速扭力性能好，转矩大等特点是无刷电机无法替代的，但从其使用方便性来看，随着无刷电机成本的降低，以及外无刷电机技术的竞争，无刷电机正处于高速发展和普及的阶段，这也极大地推动了模型运动的发展。
其具体差异如下：
一、适用范围：
无刷电机：一般使用在控制要求较高、转速较高的设备上，如航模、精密仪表等对电机转速控制严格，速度达到较高水平的设备商，另外现在的干手器，迪奥电器生产的无刷电机dihour干手器也使用了这类电机，其电机和控制器成本较高，所以也使用了比较的设备。
炭刷电机：一般电力设备都使用有刷电机，如吹风机、工厂电机、家用抽油烟机等，另外串激电机可以达到很高的转速，但由于碳刷磨损，其寿命不如无刷电机。
二、使用期限：
无刷电机：一般电机的使用寿命达到数万小时这一水平，但由于轴承不同，其使用寿命也有很大差异。
炭刷电动机：有刷电动机通常连续工作寿命可达数百小时至1千小时以上，达到使用极限时需更换碳刷，否则极易造成轴承磨损。
三、使用效果：
无刷机：一般采用数字变频控制，控制能力强，从每分钟几转到数万转都能轻松实现。
炭刷电机：无刷电机一般起动后工作速度恒定，调速不易，串激电机也可达到20000转/分，
但它的寿命会更短。
4.节约能源：
相对来说，无刷电机采用变频技术控制比串激电机要节能很多，典型的就是变频空调和电冰箱。
5.后期保养：
炭刷电机需更换碳刷，如不及时更换将导致电机损坏，而无刷电机，使用寿命很长，一般是有刷电机的10倍以上，但坏了就需要更换，但日常维修基本不需要。
6.噪音：
有没有刷电机没有关系，主要看电机的轴承和电机内部部件的配合。
直流无刷式电机工作原理。
无刷型直流电机定子绕组采用三相对称星形接法，与异步电机非常相似。在转子处粘上了充磁的永磁体，并在其内部安装了位置传感器，以检测电机转子极性。无刷型直流电机驱动由功率电子器件和集成电路等组成，其功能为：接收电动机的起动、停止、制动信号，控制其起动、停止和制动；接收位置传感器信号和正反向信号，控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接收速度指令和速度反馈信号，用于控制和调整转速；提供保护和显示等。
对异步电动机变频调速的研究，归根结底就是要找到一种方法来控制电机的转矩，稀土永磁无刷直流电机以其宽幅调速、体积小、效率高、稳态转速误差小等特点，必将在调速领域中发挥其优越性。
因此，无刷直流电机具有直流有刷电机的特性，同时也是变频装置，故又称直流变频，国际上常用名词为bldc.无刷直流电机的运行效率、低速转矩、转速精度等均优于任何控制技术的变频器，因此值得业界关注.
无刷电机在我国发展时间较短，因此随着技术的不断成熟和完善，其发展也越来越迅速。目前，该产品已在航模、医疗器械、家电、电动汽车等行业得到广泛应用，并在深圳、长沙、上海形成初步的产业链。比如深圳伟业电机长沙公司等一批厂家，在技术上不断推动行业的发展。
无刷电机存在的一些误区。
许多人见过模型中的无刷电机，他们使用的都是电池供电，所以很多人在认识到无刷电机就是直流电机的错误后，认为无刷电机就是交流电机，其实不然，无刷电机属于交流电机，是三相交流永磁电机的一种，输入模式无刷电机3根导线的电流是交流电，不过这种交流电不是50hz的市电正弦波，而是由无刷电机控制器(一般称为无刷电调)调制出来的三相交变矩形波，频率比50hz要高很多，而且随着电机的转速变化也会发生变化。
分析了无刷电机的结构。
在结构上，无刷电机与有刷电机有相似之处，也有转子与定子，只不过与有刷电机的结构相反；有刷电机的转子是线圈绕组，与动力输出轴相连，而有刷电机的转子是永磁钢；无刷电机的转子是永磁钢，与外壳一起与输出轴相连，而定子是线圈绕组，去掉了有刷电机用于交替变换电磁场的换向电刷，所以称为无刷电机(brushlessmotor)，那么现在问题来了，如果无刷电机不进行电磁场变换，如何使无刷电机转动呢？
无刷电机操作原理简单。
简而言之，依靠改变输入到无刷电机定子线圈的电流波的交变频率和波形，在线圈周围形成一个完全围绕电机几何轴旋转的磁场，该磁场带动转子上的永磁磁钢旋转，电机转起来，电机的性能与磁钢的数量、磁钢的磁通强度、电机的输入电压等因素有关，更与无刷电机的控制性能有很大的关系，因为输入的是直流电，需要用电子调速器将其转换成三相交流电，还需要从遥控器接收器中接收控制信号，控制电机的转速，以满足模型使用的要求。整体而言，无刷电机的结构是比较简单的，还是无刷电子调速器决定其使用性能，好的电子调速器需要对单片机控制程序设计，电路设计，复杂的加工工艺等过程进行全面控制，所以价格要比有刷电机高很多。
无刷机和有刷机性能的比较。
有刷电机的缺点模友可能会觉得很奇怪，怎么一上来就挑有刷的毛病；呵呵，我把下面的缺点说出来，大家都知道有刷电机的毛病是不小的。
摩擦系数大，损耗大。
以前玩有刷电动机的老模友们都遇到过这样的问题，用了一段时间后，需要打开电动机来清理碳刷，费时费力，维护强度不亚于来一次家庭大扫除。
发热严重，使用寿命短。
电刷与换向器的接触电阻大，其结构原因是有刷电机的接触电阻大，易产生发热；永磁体是热敏元件，如果温度过高，磁钢就会退磁，使电机性能下降，影响有刷电机的使用寿命。
效率低，输出功率小；
以上提到的有刷电机发热问题，很大程度上是由于电流在电机内做功时产生的电阻，所以电能有很大程度的转换为热能，所以有刷电机输出功率不大，效率不高。
无刷式电动机的优点
无电刷，干扰小；
无刷机去除电刷后，直接的变化就是有刷机运行时不会产生电火花，从而大大降低了电火花对遥控无线电设备的干扰。
噪音小，运转平稳；
无刷电机运行时，无刷电机的摩擦力大大降低，运行平稳，噪音也会小很多，这对模型运行的稳定性有很大的帮助。
寿命长，维护费用低；
减少刷子，无刷电机的磨损主要是在轴承上，从机械角度来说，无刷电机几乎是一种免维护电机，必要时，只需进行除尘保养即可。通过上下比较，可以看出无刷电机相比有刷电机的优势在哪里，但任何事情都不是绝对的，无刷电机具有低速扭力性能好，转矩大等特点是无刷电机无法替代的，但从其使用方便性来看，随着无刷电机成本的降低，以及外无刷电机技术的竞争，无刷电机正处于高速发展和普及的阶段，这也极大地推动了模型运动的发展。
其具体差异如下：
一、适用范围：
无刷电机：一般使用在控制要求较高、转速较高的设备上，如航模、精密仪表等对电机转速控制严格，速度达到较高水平的设备商，另外现在的干手器，迪奥电器生产的无刷电机dihour干手器也使用了这类电机，其电机和控制器成本较高，所以也使用了比较的设备。
炭刷电机：一般电力设备都使用有刷电机，如吹风机、工厂电机、家用抽油烟机等，另外串激电机可以达到很高的转速，但由于碳刷磨损，其寿命不如无刷电机。
二、使用期限：
无刷电机：一般电机的使用寿命达到数万小时这一水平，但由于轴承不同，其使用寿命也有很大差异。
炭刷电动机：有刷电动机通常连续工作寿命可达数百小时至1千小时以上，达到使用极限时需更换碳刷，否则极易造成轴承磨损。
三、使用效果：
无刷机：一般采用数字变频控制，控制能力强，从每分钟几转到数万转都能轻松实现。
炭刷电机：无刷电机一般起动后工作速度恒定，调速不易，串激电机也可达到20000转/分，
但它的寿命会更短。
4.节约能源：
相对来说，无刷电机采用变频技术控制比串激电机要节能很多，典型的就是变频空调和电冰箱。
5.后期保养：
炭刷电机需更换碳刷，如不及时更换将导致电机损坏，而无刷电机，使用寿命很长，一般是有刷电机的10倍以上，但坏了就需要更换，但日常维修基本不需要。
6.噪音：
有没有刷电机没有关系，主要看电机的轴承和电机内部部件的配合。
上一篇：直流无刷电机的启动方式是这样子的