一，有刷直流電(diàn)機工作(zuò)原理

下(xià)麵這(zhè)個(gè)是LearnEngineering製(zhì)作的動畫(huà)，講(jiǎng)解的是直流電機的(dí)工(gōng)作原理(lǐ)，就(jiù)是把電(diàn)樞(shū)綫圈中感應產生的(dí)交(jiāo)變(biàn)電(diàn)動(dòng)勢(shì)，靠(kào)換向(xiàng)器配(pèi)合電刷的換向作(zuò)用，使(shǐ)之從(cóng)電刷端引出時變為(wéi)直流電動勢的(dí)原(yuán)理。

直(zhí)流有(yǒu)刷電機(jī)是(shì)大家最(zuì)早(zǎo)接觸(chù)的一類(lèi)電機(jī)，中學時物理課(kè)堂(táng)上介紹(shào)電(diàn)動(dòng)機也(yě)是以它(tā)為模型來展示的(dí)。直流(liú)有(yǒu)刷電(diàn)機(jī)的主要(yào)結構就是定子+轉子+電(diàn)刷，通(tōng)過(guò)旋轉磁場獲(huò)得轉動力矩(jǔ)，從而輸出動能(néng)。電刷與換(huàn)向(xiàng)器不斷接觸摩(mó)擦，在轉動中起(qǐ)到導(dǎo)電(diàn)和換相(xiāng)作(zuò)用(yòng)。

具體我們(mén)從(cóng)動圖(tú)就(jiù)能(néng)很好(hǎo)理(lǐ)解(jiě)，在磁(cí)場(cháng)中(zhōng)放(fàng)置(zhì)綫圈，通過流動的電流(liú)，綫(xiàn)圈會被一側(cè)的(dí)磁極排斥(chì)，同(tóng)時被另一側磁極所吸(xī)引，在這(zhè)種(zhǒng)作(zuò)用(yòng)下不(bù)斷旋(xuán)轉。在(zài)旋轉過(guò)程中(zhōng)令通(tōng)向(xiàng)綫圈中的電流反(fǎn)向(xiàng)流動，使(shǐ)其(qí)持續(xù)旋轉(zhuǎn)。電(diàn)機中有個叫"換(huàn)向器"的部分是(shì)靠"電(diàn)刷(shuā)"供電的，"電(diàn)刷(shuā)"的位置(zhì)在(zài)"轉向器"上(shàng)方，隨著(zhuó)旋轉不(bù)斷(duàn)移(yí)動。通(tōng)過改變(biàn)電(diàn)刷(shuā)的位(wèi)置，可使(shǐ)電(diàn)流(liú)方向發生(shēng)變化。換(huàn)向器(qì)和電刷(shuā)是(shì)DC電機(jī)的(dí)旋(xuán)轉所*結構。

二(èr)，無(wú)刷直流(liú)電(diàn)機工(gōng)作原理(lǐ)

無刷(shuā)直流電機由(yóu)電動(dòng)機主體(tǐ)和(hé)驅動器組成，是一種典型的(dí)機電(diàn)一體化(huà)產品(pǐn)。由於(yú)無刷直流(liú)電(diàn)動(dòng)機是以自控(kòng)式運行(háng)的，所以(yǐ)不(bù)會像變頻(pín)調速下(xià)重載啟動的同步電機那樣(yàng)在轉子上另加啟動繞(rào)組，也不(bù)會(huì)在負(fù)載突變(biàn)時(shí)產生(shēng)振(zhèn)蕩和(hé)失(shī)步(bù)。

無刷電機(jī)的起源從頭(tóu)來講(jiǎng)也是比(bǐ)較簡單的(dí)：大部(bù)分(fēn)有(yǒu)刷直(zhí)流(liú)電(diàn)機的(dí)問題(tí)都(dū)來自(zì)於電刷(shuā)。電(diàn)刷可能打(dǎ)火(huǒ)花(huā)，磨(mó)損，產生(shēng)很(hěn)強(qiáng)的(dí)噪音(yīn)並產(chǎn)生很大(dà)一(yī)部分(fēn)功(gōng)耗(hào)，導(dǎo)致速度被(bèi)嚴重限製，且(qiě)不(bù)容易(yì)冷(lěng)卻。這(zhè)意味著您不能(néng)在任何(hé)易燃物周圍，需要長(cháng)使用壽命(mìng)，靜音或(huò)高效率的應用條件下，在(zài)任(rèn)何高(gāo)速或(huò)高(gāo)功耗(hào)係(xì)統(tǒng)中使用(yòng)有刷直流電機。這(zhè)都是(shì)電刷顯(xiǎn)著(zhù)的缺(quē)點(diǎn)，取消電刷就(jiù)可(kě)以(yǐ)解(jiě)決(jué)這些問(wèn)題，但(dàn)是不好(hǎo)的(dí)地(dì)方(fāng)是(shì)同時消(xiāo)除了機械(xiè)換向。

缺乏機(jī)械換向(xiàng)會造(zào)成其它問題，因為電(diàn)機(jī)需要換向(xiàng)。無刷電機使(shǐ)用電(diàn)氣(qì)換(huàn)向(xiàng)，這種換向方(fāng)式下(xià)，您需(xū)要(yào)確保電機中的電流始終(zhōng)產生一個可(kě)以移動轉子(zǐ)的磁場。但是看(kàn)看下圖，需要先知道(dào)轉(zhuǎn)子(zǐ)在哪裏，才(cái)能考慮(lǜ)如何施加電流來移動轉子。

綫圈不動，磁極旋轉(zhuǎn)。無刷(shuā)直流(liú)電機，通(tōng)過(guò)霍爾(ěr)元件(jiàn)，感知(zhī)永(yǒng)磁(cí)體磁(cí)極(jí)的位(wèi)置，根(gēn)據這種感(gǎn)知(zhī)，使用電(diàn)子綫路，適(shì)時切(qiē)換綫(xiàn)圈(quān)中電(diàn)流的方(fāng)向，保(bǎo)證(zhèng)產生正確方向(xiàng)的磁(cí)力(lì)，來驅(qū)動電機。

少(shǎo)了(liǎo)電刷(shuā)，無(wú)刷直流電機的磨(mó)損主要是(shì)在軸承上了，從機(jī)械角(jiǎo)度看(kàn)，無刷(shuā)直(zhí)流(liú)電機(jī)幾(jī)乎是一(yī)種免維護的(dí)電動(dòng)機了，必(bì)要(yào)的(dí)時候(hòu)，隻需做(zuò)一些(xiē)除(chú)塵維護(hù)即(jí)可。