无刷电机是由直流(DC)供电的电机。虽然比标准的电动或有刷电机更昂贵,但它比其前身有相当大的优势。最值得注意的是,无刷电机具有比类似尺寸的有刷电机更好的性能和更少的磨损。
要了解无刷电机的优点,需要对有刷电机有基本的了解。在有刷电机中,电磁铁安装在旋转臂上,称为电枢或转子。电枢位于马蹄形配置的两个磁铁之间,统称为定子。当向电磁铁供电时,臂移动,将电磁铁的北极和南极与定子的相对极对齐。
如果电磁铁不能改变极性,它将保持在这个位置。为了保持电机转动,必须切换电流方向。改变电流会翻转电磁铁的磁极,导致电枢继续旋转,直到与定子重新对齐。极性必须快速地来回改变,以产生恒定的自旋。
电流的变化由电刷完成,电刷安装在轴附近的电枢上。电枢旋转时,电刷交替与轴上的接触点连接。此触点连接到电源。通过在接触点周围旋转电刷,电流迅速改变方向,从而切换电磁铁的极性。
有刷电机生产成本低,但也有其局限性。电刷因与接触点和轴摩擦而磨损。这种接触产生的摩擦也会影响性能。
无刷电机将这种设计由内而外。磁铁放在电枢上,周围有一个或多个电磁铁。电流开关由计算机控制,通过切换电流来关闭和打开电磁铁;计算机还可以考虑电机的电流速度以优化效率,而无需使用电刷。
所有这些使得无刷电机比类似尺寸的有刷电机功率更大。无刷电机具有优越的控制、精度和效率;此外,无刷电机更安静。在可能存在过热问题的较大型号中,它们更容易冷却,并且没有电刷磨损。
除了工业应用,家用电子和计算机使用无刷电机,以及电动和混合动力汽车。无刷电机也很受遥控(RC)赛车爱好者的欢迎。然而,这种电机比刷式电机昂贵得多,而且往往只在优势大于成本的情况下使用。
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