直流有刷电机原理详解

发布时间：2024-01-10 12:17:34 | 作者: 半岛在线登录官网

  为什么电动工具(比如手电钻、角磨机等)一般都用有刷电机，而不是无刷电机?要想搞明白，这个还真是用一两句话讲不清楚。

  直流电机分为有刷电机和无刷电机，这里所说的“刷”是指碳刷。那碳刷长什么样呢?

  那直流电机为何需要碳刷呢?有碳刷和没碳刷有什么不一样呢?我们接着往下看!

  如图1所示，这是一个直流有刷电机结构模型图。两个固定的异性磁铁，中间放置一个线圈，线圈两头分别接在两个半圆形的铜环上，铜环两端与固定的碳刷相接触，然后给碳刷两端分别接上直流电源。

  接上电源以后，电流如图1中箭头所示。根据左手定则，黄色线圈受到垂直向上的电磁力;蓝色线圈受到垂直向下的电磁力。电机转子开始作顺时针旋转，旋转90度以后，如图2所示：

  此时，碳刷刚好在两个铜环中间空隙处，整个线圈回路没有电流。但是在惯性的作用下，转子依然在继续旋转。

  转子在惯性的作用下转到上述位置时，线所示。根据左手定则，蓝色线圈受到垂直向上的电磁力;黄色线圈受到垂直向下的电磁力。电机转子继续作顺时针旋转，旋转90度以后，此时，碳刷刚好也在两个铜环中间空隙处，整个线圈回路没有电流。但是在惯性的作用下，转子依然在继续旋转。然后又重复上述步骤，一直循环下去。

  如图5所示，这是一个直流无刷电机结构模型图。它是由定子和转子两部分所组成，其中转子上有一对磁极;定子上面绕了有很多组线组线

  当我们给定子线通入电流，此时线会产生磁场，定子相当于一个条形磁铁，其中2为S(南)极、5为N(北)极。由于同性磁极互相吸引，所以转子N极会旋转到线位置，转子S极会旋转到线

  然后我们把定子线电流撤掉，再给定子线通入电流。此时线会产生磁场，定子相当于一个条形磁铁，其中3为S(南)极、6为N(北)极。由于同性磁极互相吸引，所以转子N极会旋转到线位置，转子S极会旋转到线

  同理，再把定子线电流撤掉，再给定子线通入电流。此时线会产生磁场，定子相当于一个条形磁铁，其中4为S(南)极、1为N(北)极。由于异性磁极互相吸引，所以转子N极会旋转到线位置，转子S极会旋转到线位置。

  至此，电机已经旋转半圈....后半圈和前面原理一致，这里不再赘述。我们大家可以简单的把直流无刷电机理解成，就像在一头驴的前面钓一个胡萝卜，这样驴就会一直朝着胡萝卜前进。

  那怎么样才能在不同时刻给不同线圈通入准确的电流呢?这就需要电流换向电路了......在这里就不详细的介绍了。

  直流有刷电机：启动快速、制动及时、调速平稳、控制简单、结构相对比较简单、价格实惠公道。重点是价格实惠公道!价格实惠公道!价格实惠公道!而且它启动电流大，在低速时扭矩(旋转力)大，能带很重的负荷。

  但是由于碳刷和换向片之间有摩擦，所以直流有刷电机易产生火花、发热、噪音、对外界环境有电磁干扰，而且效率低、寿命短。因为碳刷属于损耗品，容易出故障，而且用一段时间需要更换。

  直流无刷电机：由于直流无刷电机省去了碳刷，所以噪音小、不需要维护、故障率较低、常规使用的寿命长，而且运行时间和电压较为稳定，对于无线电的设备干扰要小。但是它的价格贵!价格贵!价格贵!

  电动工具是生活中非常常用的工具，品牌种类非常很多、竞争非常激烈，大家对价格很敏感。而且电动工具它需要需要带很重的负荷，必须要很大的启动转矩，比如手电钻、冲击钻。否则在钻孔时，电机很容易因为钻头卡住而无法运转。

  试想一下，有刷直流电机价格低、启动转矩大、能带重负荷;无刷电机虽然故障率较低，寿命长，但是价格贵，启动转矩远不如有刷电机。如果让你选，你会怎么选，我想答案不言而喻。

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  运动控制系统模块设计和运用Motionchip是一种性能优异的专用运动控制芯片，扩展容易，使用起来更便捷。本文基于该芯片设计了一款可用于直流有刷/无刷伺服电机的智能伺服驱动器，并将该驱动器运用到加氢反应器超声检测成像系统中，上位机通过485总线分别控制直流有刷电机和无刷电机，取得了很好的控制效果，满足了该系统的高精度要求。 在传统的电机伺服控制装置中，一般都会采用一个或多个单片机作为伺服控制的核心处理器。由于这种伺服控制器外围电路复杂，计算速度慢，因此导致控制效果不理想。近年来，许多新的电机控制算法被研究并运用于电机控制管理系统中，如矢量控制、直接转矩控制等。随着这些控制算法的日益复杂，一定要具有高速运算能力的处理器才能实现实时计算和控制。为了适应这种需要，国外许多公

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  应用的全新可编程智能栅极驱器 /

  简介：基于proteus的51单片机仿真实例之直流电机的正反转演示实例。本例运行时，按下相应的按键，电机即可产生正转、反转、停止的效果。同时相应的LED指示灯也会点亮。 1、本例运行时，按下相应的按键，电机即可产生正转、反转、停止的效果。同时相应的LED指示灯也会点亮。 当P1.0输出低电平时：Q3，Q2截止，Q7，Q1导通，电机左端输出高电平；P1.1输出高电平时：Q8，Q4截止，Q6，Q5导通，电机右端输出低电平，此时，电机正转。 反之， 当P1.0输出高电平时：Q3，Q2导通，Q7，Q1截止，电机左端输出低电平；P1.1输出低电平时：Q8，Q4导通，Q6，Q5截止，电机右端输出高电平，此时，电机反转。 当P

  的正反转演示实例 /

  对于PWM调速的直流电机驱动电路，主要考虑以下性能指标： 1、输出电流和电压范围。它决定着电路能驱动多大功率的电机； 2、效率。高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通（H桥电路也许会出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路）入手； 3、对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离； 4、对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染，大电流可能会引起地线、可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到：无论加上何种控制信号，何种无源负载，电

  1 引言 站用电源是变电站安全运作的基础，随着变电站综自化程度的慢慢的升高以及大量无人值班站投运，相应提高站用电源整体的运行管理上的水准有很重要意义。作者觉得，站用电源始终需要立足于系统技术来研究和发展，根据实际问题、发展现状提出发展思路。现有站用电源在资源整合、自动化水平、管理模式等方面都还存在很大的优化空间，结构紧密相连、经济可靠的变电站交直流一体化电源模式具有广阔的应用前景。 2 传统站用电源现状分析 传统变电站站用电源分为交流系统、直流系统、UPS 、通信电源系统等，各子系统采用分散设计，独立组屏，设备由不同的供应商生产、安装、调试，供电系统也分配不同的专业技术人员来管理。这种模式存在的主体问题： （1）、站用

  1  引言     逆变电源一般都会采用瞬时反馈控制技术来提高逆变电源的动态响应速度，减少输出电压的谐波含量，改善输出电压波形的质量。常见的逆变电源控制技术，有重复控制、谐波补偿控制、无差拍控制、电压瞬时值控制和带电流内环的电压瞬时值控制等类型 。其中，带电流内环电压瞬时值环路的双环操控方法因实现简单，系统动态性能优越和对负载的适应能力强等优点，而慢慢的变成为高性能逆变电源的发展趋势之一 。但传统操控方法是基于逆变电源直流侧输入电压为无脉动直流电压的假定，而实际逆变电源，存在因电网电压波动或负载突变而导致直流侧电压波动的现象 。直流输入电压波动会引起逆变器开环增益波动，进而影响输出电压质量。文献 提出在传统双环控制的基础上，增加输出

  电压前馈控制数字逆变电源设计与实现 /

  直流电机与交流电机的区别 直流电机和交流电机是两种不一样的电动机，它们的区别主要在于供电方式、构造和工作原理。 供电方式：直流电机需要直流电源来供电，而交流电机需要交流电源来供电。直流电源是指电压和电流都是单向的，而交流电源则是指电压和电流都是交替变化的。 构造：直流电机的构造最简单，通常由电枢、永磁体和换向器等组成；而交流电机的构造相对复杂，通常由定子、转子、励磁系统和控制管理系统等多个部分所组成。 工作原理：直流电机的工作原理是基于洛伦兹力的作用，即在磁场中的导体受到电流作用后，会受到一个力矩，从而转动电机。交流电机的工作原理则是基于旋转磁场的作用，即通过定子上的三相绕组，在交流电源的作用下形成旋

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