无刷电机与有刷电机

之前开会听到老师和电控工程师讨论用无刷电机还是有刷电机，便去查了些资料，整理汇总了一下。

有刷电机

有刷电机是大家最早接触的一类电机，例如很多电动小玩具，或者很多家用的吹风机里面的电机都是有刷电机。有刷电机的主要结构就是定子,转子,电刷，通过旋转磁场获得转动力矩，从而输出动能。电刷与换向器不断接触摩擦，在转动中起到导电和换相作用。

随着电机转动，不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电，使得线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差，磁场异性相吸、同性相斥，产生力量，推动电机转动。

有刷电机优点：
价格便宜，控制方便，只需要在额定电压下，只需调节电流就可以控制转速。但有刷电机启动的时候扭矩不大，对于摩擦力较大的场合容易卡住。

有刷电机的缺点：
有刷电机体积大，笨重，功率小，寿命短，碳刷很容易随着长时间的工作或电压过高负载过大，在很短时间内磨损很严重。所以，目前无刷电机逐渐取代了有刷电机。

无刷电机

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。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（Brushless motor）。

因为输入的是直流电，电流需要电子调速器将其变成3相交流电，还需要从遥控器接收机那里接收控制信号，控制电机的转速，以满足模型使用需要。

无刷电机采取电子换向，线圈不动，磁极旋转。无刷电机转子的位置确定可以通过霍尔元件，编码器或者其他，感知永磁体磁极的位置，根据这种感知，适时切换线圈中电流的方向，保证产生正确方向的磁力，来驱动电机。这些电路，就是电机控制器。无刷电机的控制器，还可以实现一些有刷电机不能实现的功能，比如调整电源切换角，制动电机，使电机反转，锁住电机，利用刹车信号，停止给电机供电。现在电瓶车的电子报警锁，就充分利用了这些功能。

由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。

有刷电机和无刷电机比较

本质区别：有无碳刷、有刷两根线，无刷三根线
1.适用范围：
有刷电机：通常动力设备使用的都是有刷电机，如吹风机、工厂的电动机、家用的抽油烟机等等、，但是由于碳刷的磨损，需要定期进行更换电刷，因此有刷电机使用寿命。
无刷电机：通常被使用在控制要求比较高，转速比较高的设备上，如航模，精密仪器仪表等对电机转速控制严格，转速达到很高的设备上。
2.控制方式：
有刷电机：碳电极在线圈接线头上滑动，线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差，磁场异性相吸、同性相斥，产生力量，推动电机转动。通过调节供电电压的大小直接控制转速，因此比较简单。
无刷电机：无刷电机通过霍尔元件，编码器或者其他，感知永磁体磁极的位置，根据这种感知，适时切换线圈中电流的方向，保证产生正确方向的磁力，来驱动电机。一般通过的供电电源的电压不变，改变电调的控制信号，通过微处理器再改变大功率MOS管的开关速率，来实现转速的改变。
3、启动比较：
有刷电机：电机响应速度快，起动扭矩大，速度从零到最大几乎感觉不到振动，起动时可带动更大的负荷。
无刷电机：起动电阻大(抗)，所以功率因素小，数字变频控制，直流变成交流，通过频率变化控制转速，所以无刷电机在起动和制动时运行不平稳，起动扭矩相对较小，起动时有嗡嗡声，并伴随着强烈震动，起动时带动负荷较小，振动大，只有在速度恒定时才会平稳

最后附个据此做的导图：

参考资料：
https://blog.csdn.net/Britripe/article/details/82495078
https://blog.csdn.net/Ai_mydream/article/details/88778748
https://www.bilibili.com/video/BV1Ki4y187vS?from=search&seid=17914641686572048275