有刷和无刷直流电机基础知识

你有没有想过你的车是如何移动的？背后有什么魔力？就在我们两个之间，魔力来自马达。那么什么是电机？电机需要多大的功率才能让你的汽车这样的东西四处移动？你会在这篇文章中找到答案。

电机 是一种转换电能的电磁装置 进入 机械能 .它由电路中的字母 M（旧标准 D）表示。它的主要功能是产生驱动扭矩，作为电力机车、公交车、电车、录音机、剃须刀、电动玩具等各种电器或机器的动力源。

电机按功率分为直流电机和交流电机

直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。我们刚才提到的汽车使用的是直流电机。

交流电动机是将交流电能转换为机械能的电动机。广泛应用于洗衣机、冰箱、空调、油烟泵、风扇等电器。

直流电机可分为无刷 那些和刷过的 根据结构和工作原理。而有刷电机的分类则更深层次，如下图“直流电机家族树”所示：

无刷直流电机

无刷直流电机交换了传统直流电机的定子和转子。转子是永磁体，产生气隙磁通。定子是电枢，由多相绕组组成。结构上类似于永磁同步电机。

直流无刷电机主要应用于打印机、传真机、复印机、硬盘、软盘驱动器、电影摄影机、录音机等电脑周边及电子产品中。

有刷直流电机

有刷电机的两个电刷（铜或碳刷）通过绝缘座将电刷固定在电机后盖上，将正负极与转子换向器直接连接。换向器连接转子上的线圈。三个线圈的极性不断交替，与两个固定的磁铁形成一个力，从而使设备转动。

有刷直流电机 可分为电磁直流电动机 和永磁直流电机。

电磁直流电机

直流电磁电动机分为串联式、并联式、分立式和复合式。

• 用于系列电机 ，励磁绕组与电枢绕组串联，然后接直流电源。可应用于电动工具和厨房用具。
• 用于并联电机 ，励磁绕组与电枢绕组并联。在这里，励磁绕组和电枢共用同一个电源。并且性能与单独的电机相同。常用于大型车床、刨床。
• 用于独立电机 ，励磁绕组不与电枢绕组相连，而是由其他直流电源供电。永磁直流电机可视为独立的直流电机。就像分流电机一样，它通常用于大型车床和刨床。
• 用于复合电机 ，有两种励磁绕组，并联励磁和串联励磁。如果串联绕组产生的磁通电势与并联绕组产生的磁通电势方向相同，则称为累积复合励磁。如果两个方向相反，则称为微分复合激发。它可用于船舶、无轨电车以及起重和采矿设备。

永磁直流电机

永磁直流电机包括稀土 那些，铁氧体 和 Al-Ni-Co 那些。它的应用极其广泛，几乎涵盖了航空航天、国防、工农业生产和我们日常生活的所有领域。

在空调行业，永磁无刷直流电机已成为衡量空调技术的主要指标之一。

• 最早的电机原型是永磁电机。然而，由于永磁材料性能较差，其应用受到了很大限制。
• 铝镍钴 永磁体推动永磁电机的发展更上一层楼。但由于价格昂贵，这种电机也没有被广泛使用。
• 自从出现廉价铁氧体 ，永磁电机的应用范围大大扩展，从玩具电机、视听电机、汽车微电机到工业小功率驱动和伺服驱动。统计显示，永磁电机占500W以下直流电机的92%以上，其中以铁氧体永磁电机居多。
• 但是，铁氧体磁性较差，不适合高性能电机的需求。在 1960 年代，稀土 钐钴永磁体出现。它使高性能伺服电机成为可能。然而，它的价格如此之高，以至于被 1980 年代发现的钕铁硼永磁体所取代。
• 钕铁硼永磁除工作温度和磁温度系数外，几乎在所有方面都有较好的性能。此外，它便宜得多。预计各种伺服电机，无论是直流还是交流，还是步进电机，最终都会被永磁电机所取代。

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