为什么说无刷直流电机是电机领域的一个重大突破

电机包含一个称为电刷的部件，这些电刷充当电源和转子之间的触点。当高速旋转时，转子会损坏电刷，因此在有限的使用量后，应该更换，这种现象造成了使用电动机的不必要的费用。因此，电机设计者想出了一个有趣的解决方案，那就是无刷直流电动机或无刷直流电动机，它们也被称为电子换相电机或发动机控制模块。

为什么无刷直流电机是一个革命

电机的基本结构是有电刷的，电刷直流电机发明于19世纪，另一方面，随着永磁材料和固态电子技术的发展，无刷直流电动机技术得到了迅速发展。电刷电机的结构：任何电机都是通过转子（旋转部分）和定子（静止部分）之间的旋转磁场产生转矩的，磁通量是通过在作为电磁铁的铁心上缠绕的导线中提供电流而产生的，但是当转子以180度的角距离运动时，问题就出现了，磁极的极性被颠倒了。因此，在当前转子部分的相同方向上，在相反方向上面对相同的转矩量，即整个循环中的总转矩为零，并且电机停止工作。

19世纪给出的解决方案是，转子每旋转180度，电流的极性就会反转，通过一种叫做换向器的元件实现的。换向器是电动机的轴，它包含某些分离的部分，隔板是连接在转子上的绕组，电刷是通过换向器上的固定触点连通电机内部电路，这提供了连续的滑动电气连接。这种设置，零转矩的问题被消除了，因为在每连续180转时，换向器会自动反转电流极性。

换向器技术的成本

电刷和换向器片之间存在摩擦，通过热量造成显著的功率损失，这些损耗在低功率电机中更为突出。电刷是由柔软的材料如石墨制成的，由于摩擦，它们会被磨碎，因此需要经常更换，这对于保守用途来说是很难的，例如硬盘电机。通过感应绕组的电流方向的频繁快速变化会在接触点引起闪烁，在易燃环境中可能是危险的，所产生的噪声会对邻近的微电子电路造成电磁干扰。

如上所述，有刷电机的问题需要创建无刷直流电机，在无刷直流电动机中，电子伺服系统完成换向器触点的工作。传感器用于计算转子在瞬间的角度，根据转子传感器的角度，控制电流的方向或电源，以在整个操作过程中保持极性不变。这项技术完全杜绝了电刷在电动机中的使用。这不仅延长了电机的工作寿命，因为电刷磨损不需要更换。

无刷直流电机比有刷电动机的优点

无刷直流电动机比有刷直流电动机具有更高的性能，它们不易受到延长寿命的机械损伤。在通常的无刷直流电动机中，由永磁体制成的转子围绕附着的电枢旋转，这有助于摆脱与移动电枢有关的问题，一个电子控制器被替换为刷子的任务，使过程更加丰富。无刷直流电动机提供更高的转矩重量比，即相同尺寸的无刷直流电动机比相同尺寸的无刷直流电动机产生的转矩更好。不仅在尺寸上，而且在相同的功率消耗下，无刷直流电动机可以产生比有刷电动机更多的转矩。

由于其结构，无刷直流电动机比有刷电动机更可靠，例如，电刷电机不能用于爆炸物中，因为电刷和旋转平面之间的摩擦会产生火花，从而导致致命事故，但无刷直流电动机可以在相同的环境下使用，而不必担心上述问题。无刷直流电动机比有刷电动机产生的噪音小，这种无声的操作减少了相邻电子电路中任何电磁干扰的机会。无刷直流电动机可用于计算机的微控制器和微处理器。显然，电子控制器的换向提供了更大的灵活性和能力，如微型步进操作，缓慢和优越的运动控制等，这是从来没有刷直流电机。在无刷直流电动机中，电能转换为机械能是电机的主要工作，比有刷直流电动机效率更高。

结论

所有事实都表明，无刷直流电机技术比有刷直流电机有很大的应用优势和技术进步，被认为是先进和更有效的技术。