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为什么电动工具一般都用有刷电机用无刷电机不行吗?

来源:anbo104.com    发布时间:2024-09-19 15:09:23 人气:1 次

  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,如图4所示:

  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圈。

  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。

  至此为止,电机已经旋转半圈....后半圈和前面原理一致,这里不在赘述。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。