为什么电动工具一般都用有刷电机,用无刷电机不行吗?

硬件笔记本 2023-10-28 10:57

点击上方名片关注了解更多


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?



那直流电机为什么要碳刷呢?有碳刷和没碳刷有什么不一样呢?我们接着往下看!



直流有刷电机原理


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,线圈两端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。


▲ 图1


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:


▲ 图2


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。


▲ 图3


转子在惯性的作用下转到上述位置时,线圈电流如图3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:


▲ 图4


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。



直流无刷电机


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组成,其中转子上有一对磁极;定子上面绕了有很多组线圈,图中画了有6组线圈。


▲ 图5


当我们给定子线圈2、5通入电流,此时线圈2、5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极会旋转到线圈2位置,转子S极会旋转到线圈5位置,图6。


▲ 图6


然后我们把定子线圈2、5电流撤掉,再给定子线圈3、6通入电流。此时线圈3、6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极会旋转到线圈3位置,转子S极会旋转到线圈6位置,图7。


▲ 图7


同理,再把定子线圈3、6电流撤掉,再给定子线圈4、1通入电流。此时线圈4、1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极会旋转到线圈4位置,转子S极会旋转到线圈1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......在这里就不详细介绍了。




优缺点对比


直流有刷电机:启动快速、制动及时、调速平稳、控制简单、结构简单、价格便宜。重点是价格便宜!价格便宜!价格便宜!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存在摩擦,所以直流有刷电机容易产生火花、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、无需维护、故障率低、使用寿命长,而且运行时间和电压比较稳定,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!



电动工具特性


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。

硬件工程师及从业者都在关注我们

       
       

声明:


声明:本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立,推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有,如有侵权,联系删除。
投稿/招聘/推广/宣传 请加微信:woniu26a

推荐阅读

  • 电路设计-电路分析

  • EMC相关文章

  • 电子元器件

后台回复“加群,管理员拉你加入同行技术交流群。

硬件笔记本 一点一滴,厚积薄发。
评论
  • 近期,金融界消息称,江西万年芯微电子有限公司申请一项名为“基于预真空腔体注塑的芯片塑封方法及芯片”的专利。此项创新工艺的申请,标志着万年芯在高端芯片封装领域取得重要突破,为半导体产业链提升注入了新动能。专利摘要显示,本发明公开了一种基于预真空腔体注塑的芯片塑封方法,方法包括将待塑封的大尺寸芯片平铺于下模盒腔体内的基板并将大尺寸芯片的背向表面直接放置于基板上以进行基板吸附;将上模盒盖合于下模盒形成塑封腔,根据基板将塑封腔分为上型腔以及下型腔;将下型腔内壁与大尺寸芯片间的空隙进行树脂填充;通过设置于
    万年芯 2025-04-22 13:28 61浏览
  • 4 月 19 日,“增长无界・智领未来” 第十六届牛商大会暨电子商务十大牛商成果报告会在深圳凤凰大厦盛大举行。河南业之峰科技股份有限公司总经理段利强——誉峰变频器强哥凭借在变频器领域的卓越成就,荣膺第十六届电子商务十大牛商,携誉峰变频器品牌惊艳亮相,以十几年如一日的深耕与创新,书写着行业传奇。图 1:誉峰变频器强哥在牛商大会领奖现场,荣耀时刻定格牛商大会现场,誉峰变频器强哥接受了多家媒体的专访。面对镜头,他从容分享了自己在变频器行业二十年的奋斗历程与心路感悟。谈及全域营销战略的成功,誉峰变频器强
    电子与消费 2025-04-22 13:22 76浏览
  •   北京华盛恒辉基于GIS的电磁态势可视化系统软件是将地理空间信息与电磁态势数据相结合,通过图形化手段直观展示电磁环境态势的系统。这类软件在军事、通信、无线电管理等领域具有广泛应用,能够辅助用户进行电磁频谱分析、干扰监测、态势研判和决策支持。以下是关于此类系统的详细介绍:   应用案例   目前,已有多个电磁态势可视化系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁态势可视化系统。这些成功案例为电磁态势可视化系统的推广和应用提供了有力支持。   一、系统功能   电磁
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 11:44 62浏览
  •   电磁兼容(EMC)故障诊断系统软件解析   北京华盛恒辉电磁兼容故障诊断系统软件是攻克电子设备电磁干扰难题的专业利器。在电子设备复杂度攀升、电磁兼容问题频发的背景下,该软件于研发、测试、生产全流程中占据关键地位。以下为其详细介绍:   应用案例   目前,已有多个电磁兼容故障诊断系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁兼容故障诊断系统。这些成功案例为电磁兼容故障诊断系统的推广和应用提供了有力支持。   一、软件核心功能   干扰与敏感分析:深度剖析电磁干
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 14:53 50浏览
  •   北京华盛恒辉机场保障能力评估系统软件深度解析   在航空运输业快速发展的背景下,机场保障任务愈发复杂,传统人工评估方式已无法满足高效精准的管理需求。机场保障能力评估系统软件作为提升机场运行效率、保障飞行安全的关键工具,其重要性日益凸显。   应用案例   目前,已有多个机场保障能力评估系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润机场保障能力评估系统。这些成功案例为机场保障能力评估系统的推广和应用提供了有力支持。   一、系统功能模块   数据采集与整合模块  
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 10:28 80浏览
  • 引言:工业安全与智能化需求的双重驱动在工业安全、环境保护及家庭安防领域,气体泄漏引发的安全事故始终是重大隐患。随着传感器技术、物联网及语音交互的快速发展,气体检测报警器正朝着智能化、低成本、高可靠的方向演进。WT588F02B-8S语音芯片,以“离在线语音更换+多协议通信”为核心优势,为气体检测报警器提供了一套高效、灵活的低成本语音解决方案,助力开发者快速响应市场需求。产品功能与市场需求1. 核心功能:从监测到预警的全流程覆盖实时气体监测:支持一氧化碳、臭氧、硫化氢等多种气体浓度检测,精度可达p
    广州唯创电子 2025-04-22 09:14 65浏览
  • 在消费金融的赛道上,马上消费曾是备受瞩目的明星企业。自2015年成立以来,它以年均 30% 的净利润增速一路狂奔,成为持牌消费金融公司的标杆,2023年更是斩获19.82亿元净利润,风光无限。然而,2024年却成了马上消费的一道分水岭。2024年上半年,其营收为77.38亿元,同比下降2.11%;净利润更是同比骤降20.66%,仅为10.68亿元,创下历史最大跌幅 。与此同时,不良贷款率攀升至2.5%,不良余额高达16.54亿元,核心资本充足率降至12.72%,融资
    用户1742991715177 2025-04-21 21:29 95浏览
  • 引言:老龄化社会的健康守护需求随着全球老龄化进程加速,老年人的健康管理与生活质量成为社会焦点。记忆衰退、用药混乱、日程遗漏等问题频发,催生了智能健康设备的市场需求。WTR096录音语音芯片,凭借其高度集成的录放音、计时时钟与计划管理功能,为老年人量身打造了一站式健康管理方案,重新定义智能语音时钟的价值。功能亮点:1. 用药安全守护:多维度提醒,拒绝遗忘多时段精准提醒:支持一天内设置多个用药时间(如早、中、晚),适配复杂用药需求。个性化语音定制:家属可录制专属提醒语音(如“上午9点,请服用降压药”
    广州唯创电子 2025-04-22 08:41 87浏览
  •   电磁兼容故障诊断系统平台深度解析   北京华盛恒辉电磁兼容(EMC)故障诊断系统平台是解决电子设备在复杂电磁环境下性能异常的核心工具。随着电子设备集成度提升与电磁环境复杂化,EMC 问题直接影响设备可靠性与安全性。以下从平台架构、核心功能、技术实现、应用场景及发展趋势展开全面剖析。   应用案例   目前,已有多个电磁兼容故障诊断系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁兼容故障诊断系统。这些成功案例为电磁兼容故障诊断系统的推广和应用提供了有力支持。  
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 14:29 53浏览
  • 据国际精益六西格玛研究所(ILSSI)成员大卫·哈钦斯(David Hutchins)的回忆,在“六西格玛”名称出现前,摩托罗拉组建了约100个质量改进团队,接受朱兰博士制作的16盘录像带培训,名为《朱兰论质量改进》(Juran on Quality Improvement),为了推广这种严谨的分析方法(朱兰博士视频中的核心内容),摩托罗拉前首席执行官鲍勃·加尔文创造了“六西格玛”这一标签,用以表彰这种“最顶尖"的方法。大卫·哈钦斯(David Hutchins)是朱兰博士的好友,也为他的工作做
    优思学院 2025-04-22 12:03 63浏览
  •   卫星通信效能评估系统平台全面解析   北京华盛恒辉卫星通信效能评估系统平台是衡量卫星通信系统性能、优化资源配置、保障通信服务质量的关键技术工具。随着卫星通信技术的快速发展,特别是低轨卫星星座、高通量卫星和软件定义卫星的广泛应用,效能评估系统平台的重要性日益凸显。以下从技术架构、评估指标、关键技术、应用场景及发展趋势五个维度进行全面解析。   应用案例   目前,已有多个卫星通信效能评估系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润卫星通信效能评估系统。这些成功案例为卫
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 16:34 37浏览
  •   电磁干扰抑制系统平台深度解析   一、系统概述   北京华盛恒辉电磁干扰抑制系统在电子技术快速发展、电磁环境愈发复杂的背景下,电磁干扰(EMI)严重影响电子设备性能、稳定性与安全性。电磁干扰抑制系统平台作为综合性解决方案,通过整合多元技术手段,实现对电磁干扰的高效抑制,确保电子设备稳定运行。   应用案例   目前,已有多个电磁干扰抑制系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁干扰抑制系统。这些成功案例为电磁干扰抑制系统的推广和应用提供了有力支持。   二
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 15:27 46浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦