无刷电机和有刷电机的区别

本帖最后由 eehome 于 2013-1-5 09:56 编辑


目前电动自行车广泛采用的是直流永磁电机。直流永磁电机按照是否采用电刷换向可分为有刷电机和无刷电机两种，有刷电机是直流电机的主流产品，目前绝大多数电动自行车电机都是有刷电机。无刷电机是一种特殊的直流电机，它采用内置传感器外加电子换向器的方法进行电子换向，无刷电机主要是为了消除电刷的磨损，以及电刷接触所产生的噪声。

有刷电机

目前被国内大多数电动自行车生产厂家所选用，它采用碳刷作为电机电源的两个触点，利用调速转把和控制器来控制，通过齿轮二次减速及超越离合器来达到电动自行车0-20公里/小时的无极调速。目前采用的这种有刷高速电机含金量高，电机减速齿轮强度较强，耐磨性好，设计合理，故返修率较低；而且维修更换齿轮和电机的成本较少，有效的降低了电动自行车的维修费用；并且有刷电机可以通过超越离合器和飞轮实现轻松人力骑行。

无刷电机

目前被电动自行车生产厂家采用的一般都是无刷无齿电机。它的转速控制系统的造价比有刷高速电机的转速控制系统要高，控制器在使用中容易发生故障。装有无刷电机的电动自行车行驶速度必须到35公里/小时以上时，才能发挥其最佳的工作效率，但是我们知道电动自行车作为非机动车来管理，时速必须在20公里/小时以下，故无刷电机被电动自行车选用降低了工作效率，可取性不强。现在它被采用的主要一点是噪音小。

无刷电机与有刷电机的结构比较

电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。

结构上，无刷电机和有刷电机有相似之处，也有转子和定子，只不过和有刷电机的结构相反；有刷电机的转是线圈绕组，和动力输出轴相连，定子是永磁磁钢；无刷电机的转子是永磁磁钢，连同外壳一起和输出轴相连，定子是绕组线圈，去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷，故称之为无刷电机。

有刷电机控制器与无刷电机控制器的接法区别

有刷和无刷无论从电机来区别还是从控制器区别都是不同的，有刷电机只有两根线即正负极，它的转子是线圈所以要安装碳刷。它成本小工艺较简单但动力小噪音大。无刷电机为三相电机以磁缸为转子，无需碳刷但需安装霍尔传感器来识别相位，所以无刷控制器有三根电机相线和五根霍尔传感电路线与电机连接。目前为解决霍尔传感器易损坏造成电机无法正常使用又开发出的自学习控制器则无需连接霍尔传感器。但相线依然为三根。

有刷电机的优点：

电刷磨损和电机噪声是有“有刷”相对与无刷的两个最主要的缺点，但尽管存在这两个缺点，为什么国内绝大多数品版厂家仍采用有刷电机的方案呢，难道他们没有意识到这个问题吗？原因如下：

（１） 电刷的磨损不构成主要问题：

电动自行车是一种间断性工作的交流工具，一组电池通常最长的放电时间（骑行时间）一般为2-3个小时，使用者第天使用电动车的平均时间大约1-2小时，而现在，广泛应用于电动自车行的盘式转子电机采用平面式换向器和优质加长式电刷，工作寿命一般在1500小时经上，因此，按每个用户平均每天骑行１.5小时计算，一组电刷的使用时间已达1000天。可以看出，一组合格的电刷服役时间已接近三年，而更换一组电刷的成本公为5元左右，平均每年不足2元！电动自行车使用了3年也确定有必要对车辆作一些全面的检查和维护。

（２）电机发出一点声音是正常的

其实，购买电动车绝不是购买空调设备，消费者大可不必为它是否毫无噪声而作出购买与否的决定。事实上，使用过无刷电机电动车的用户会知道，无刷电机在空载时或低负载时（如平坦无风情况下）电机发出的声音确实很小，但是，当运行至重要载状态如上坡，顶风，它往往会发出远远比有刷电机更为“巨大”的音响，甚至出现令人不适的电磁抖动，事实上，车辆电机运行时发出一些声音是正常的，毕竟它是一种户外使用的交通工具，国家规定的噪声合格标准为小于62分贝，绝大多数国产有刷电机都可以将分贝值控制在55分贝以下，属合格产品。