硬體基礎 有刷 有感和無刷無感電機對比

2021-09-02 18:10:13 字數 2137 閱讀 3932

*** 有刷、有感和無刷無感電機的使用心得

-工控老鬼

一、有刷馬達的原理

要講清這一問題,那就應粗略地了解一下有刷馬達的工作原理。接下來用乙個三電極、二磁極內轉子有刷馬達作為演示。

二、無刷電機工作原理

首先,無刷電機不是直流電機,模型雖然是直流電池供電,但通過無刷電調之後就轉變為了三相交變電流傳輸到了三個極性上。通過下圖可以看出,無刷電機是沒有碳刷的,和有刷相反,無刷電機的磁鐵成了轉子~

三、無刷電機的命名

相對有刷電機,無刷電機的命名好理解很多,一般它由四個數字組成,例如2040無刷電機。這個數字僅代表電機的外形尺寸,2040表示直徑為20mm,長度為40mm的電機。同理3650無刷電機表示此電機直徑36mm,長度50mm。

其實370有刷電機的大小和2530無刷電機一樣,540電機的大小和3650無刷電機一樣。

四、無刷電機的特點

1、沒有碳刷,理論上轉子無需和外界有導體上的鏈結。

2、在執行過程中,無刷電機的轉速是靠交流電的頻率決定的,所以頻率越高無刷電機可以轉得越快。

3、無刷電機的轉速是嚴格按照kv值設定的,1000kv表示每一福特電機轉速加快1000轉。所以電壓為5v時,1000kv的無刷電機轉速5000rpm。

4、在執行過程中,同樣轉速電機的扭力是靠電調輸出的電流強度決定的,電流越大扭力越大。(理想狀態下,我們「聰明」的無刷電調會不斷「監測」我們的電機是否需要更大的扭力,同時也會保證扭力不過剩,以免浪費表情)

五、外轉子與內轉子無刷電機

上面無刷電機工作原理圖所示的是內轉子無刷電機,顧名思義,磁鐵在裡邊。而外轉子無刷電機則相反,它的磁鐵「包」在外面。而a、b、c電極在裡邊。這樣的設計可以讓電機的扭力更大,但轉速卻上不來。在模型中,一般外轉子無刷電機的kv值在2000以內,而內轉子無刷電機則可以到8000-9000kv。因為這個原因,一般飛機上常見外轉子無刷電機,而模型車和模型船一般都使用內轉子無刷電機。

六、有感無刷和無感無刷

要說明這個問題首先要弄懂感是感的啥~,有感無刷中的感是指「霍爾感測器」,那麼什麼是「霍爾」呢?霍爾是指的霍爾效應,這一現象是美國物理學家霍爾(a.h.hall,1855—1938)於2023年在研究金屬的導電機構時發現的。當電流垂直於外磁場通過導體時,在導體的垂直於磁場和電流方向的兩個端麵之間會出現電勢差,這一現象便是霍爾效應。這個電勢差也被叫做霍爾電勢差。

那麼我們為什麼要感應這玩意?要說清這個問題就必須從無感無刷的乙個缺點說起。剛才說了無刷電機的轉速是靠交流電頻率決定的,那麼電調要想方設法弄明白目前電機的轉速以及當前電機的狀態。其實這對已經正常運轉的電機來說很容易,但對於乙個剛剛起步或者執行速度很慢的電機來說就顯得比較麻煩了(很難較準確的測出電機轉速的狀態),所以無感無刷電機會在低速時線性不好甚至可能會顫抖,而起步的扭力也難以強過同等級有刷電機。

但是人們發現無論什麼執行狀態的無刷電機,它的霍爾效應都是明顯的,所以通過霍爾效應電調可以很容易的知道無論高速還是低速電機的執行狀態,從而解決了無感無刷電機的毛病!但就目前來看霍爾感測器並不是廉價貨,所以有感無刷電機、電調的**會比無感無刷貴上許多。

七、常見模型用有刷、無感無刷、有感無刷電機對比

有刷電機    無感無刷    有感無刷

轉換效率:        低       高        高

電機輸出功率:      低       高        高

起步扭力:        好       一般       好

中高速扭力:       一般      好        好

低速線性:        較好      一般       好

中高速線性:       好       好        好

最高速度(一般540電機): 常見2萬     常見5萬     常見5萬

易磨損程度:      容易磨損    不易磨損     不易磨損

電機**(540級)    中檔100rmb   最低120rmb   最低200rmb

電調**(540級)   中檔平均120左右       最低200rmb   最低300rmb

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