直流无刷电机详解

article/2025/8/22 1:44:05

实物图

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介绍

1、有刷电机使用的是永磁体作为定子,线圈绕制在转子上,通过碳刷将电能转换为机械能;无刷电机是线圈绕制在定子上,用永磁体做转子,没有了机械部件的换向器,所以叫无刷
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2、优缺点:
直流有刷电机

  • 摩擦大,损耗小
  • 发热大,寿命短
  • 效率低,输出功率小

而无刷电机没有了传统的电刷,取而代之的是电子换向器,这样便没有了电刷火花,电刷磨损,重量轻,转速快等等。

  • 转矩小,功率不能做太大。一般100KW以上使用的还是有刷电机
  • 价格相较于有刷电机昂贵
  • 开发起来,比直流有刷电机更复杂一些

3、分类

  • 从相角上可分为两大类,即分为60°和120°相位角的无刷电机
  • 按速度分,可分为高速无刷电机和低速无刷电机
  • 按电机是否具有位置传感器来分,又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机

总之,分类的方法可以有很多,但就电机开发来说,我们一般分为无刷直流电机(BLDC)与永磁同步电机(PMSM)。即反电动势(既转子旋转的时候,会在定子的线圈上感应出反电势)为梯形波的便是BLDC,正弦波为PMSM,不同类型代表不相同的控制策略。
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重要参数

1、额定电压
是由负载决定的。无刷电机适合的工作电压非常广,额定电压是指定了负载条件而得出的情况。例如说,2212-850KV 电机指定了 1045 螺旋桨的负载,其额定工作电压就是 11V。如果减小负载,例如带 7040 螺旋桨,那这个电机完全可以工作在 22V 电压下。但是这个工作电压也不是无限上升的,主要受制于电子控制器支持的最高频率。所以说,额定工作是由工作环境决定的

2、KV:实际转速与工作电源成正比,KV就是这个比例系数(可以这样理解)
有刷直流电机是根据额定工作电压来标注额定转速的,无刷电机引入了 KV 值的概念,而让用户可以直观的知道无刷电机在具体的工作电压下的具体转速。实际转速 =KV 值 * 工作电压,这就是 KV 的物理意义,就是在 1V 工作电压下每分钟的转速。无刷直流电机的转速与电压呈正比关系,电机的转速会随着电压上升而线性上升。例如,2212-850KV 电机在 10V 电压下的转速就是:85010=8500RPM(RPM,每分钟转速)。KV 值与匝数是呈反比例关系的,例如 2212-850KV,匝数是 30T(15 圈),那在 28T 的情况下的 KV 值是:850KV30T/28T=910KV。

3、转矩与转速

  • 转矩:(力矩、扭矩)电机中转子产生的可以用来带动机械负载的驱动力矩

http://chatgpt.dhexx.cn/article/SxZ9eB7q.shtml

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