有刷电机与无刷电机不同：工作原理、调速方式、性能详细讲解【范本模板】.pdfVIP

有刷电机与无刷电机不同:工作原理、调速方式、性能详细讲解

一、有刷电机与无刷电机不同

有刷电机：

1、摩擦大，损耗大

有刷电机的时候都碰到这个问题，那就是使用电机一段时间以后，需要开电机来清理电机的碳

刷，费时费力，维护强度不亚于来一次家庭大扫除.

2、发热大,寿命短

由于有刷电机的结构原因，电刷和换向器的接触电阻很大，造成电机整体电阻较大，容易发热,而

永磁体是热敏元件，如果温度太高的话，磁钢是会退磁的，使电机性能下降，影响有刷电机的寿命。

3、效率低，输出功率小

上面说到的有刷电机发热问题，很大程度是因为电流做功在电机内部电阻上了，所以电能有很大

程度转化为了热能,所以有刷电机的输出功率不大，效率也不高。

无刷电机:

1、无电刷、低干扰

无刷电机去除了电刷，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.

2、噪音低，运转顺畅

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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。

3、寿命长,低维护成本

二、有刷电机与无刷电机工作原理

1、有刷电机的原理

有刷电机采用机械换向，磁极不动，线圈旋转。电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不

转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。

在有刷电机中，这个过程是将各组线圈的两个电源输入端，依次排成一个环，相互之间用绝缘材

料分隔，组成一个象圆柱体的东西，与电机轴连成一体，电源通过两个碳元素做成的小柱子（碳刷)，

在弹簧压力的作用下，从两个特定的固定位置，压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点，给一组线

圈通电。

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随着电机转动，不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电，使得线圈产生磁场的N-S

极与靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合

的角度差，磁场异性相吸、同性相斥,产生

力量,推动电机转动。碳电极在线圈接线头

上滑动，像刷子在物体表面刷，因此叫碳

刷。

相互滑动，会摩擦碳刷，造成损耗,需

要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头之间通

断交替，会发生电火花，产生电磁破，干扰

电子设备.

2、无刷电机工作原理

无刷电机采取电子换向，线圈不动，磁极旋转。无刷电机，是使用一套电子设备，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。消除了有刷电机的缺点。

这些电路，就是电机控制器。无刷电机的控制器,还可以实现一些有刷电机不能实现的功能，比

如调整电源切换角，制动电机，使电机反转，锁住电机，利用刹车信号,停止给电机供电。现在电瓶车

的电子报警锁，就充分利用了这些功能。

无刷直流电机由电动机主体和驱动器

组成，是一种典型的机电一体化产品。由于

无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不

会象变频调速下重载启动的同步电机那样在

转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时

产生振荡和失步。

三、有刷电机和无刷电机调速方式的区别

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。

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1、有刷马达调速过程是调整马达供电电源电压的高低。调整后的电压电流通过整流子及电刷地转

换，改变电极产生的磁场强弱，达

到改变转速的目的。这一过程被称

之为变压调速。

2、无刷马达调速过程是马达的

供电电源的电压不变，改变电调的

控制信号，通过微处理器再改变大

功率MOS管的开关速率，来实现转

速的改变。这一过程被称之为变频

调速。

四、有刷电机和无刷性能差异

有刷电机性能：

1、有刷电机结构简单、开发时间久、技术成熟

早在十九纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种