無刷電機的案例
有刷電機 VS 無刷電機，究竟有啥區別？
今天分享一下關于有刷、無刷電機的區別，首先我們先了解一下電機的分類！
原來電機還分直流電機、交流電機這兩種，而無刷電機、有刷電機是劃分到直流電機這一類別，那么問題來了，同屬一個類別的無刷、有刷究竟有何區別呢？
一、從組成結構區分
二、從工作原理區分
LearnEngineering制作的動畫，講解了無刷直流電動機的工作原理。
無刷直流電機主要由用永磁材料制造的轉子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器(可有可無)組成！
無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會像變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產生振蕩和失步。
無刷就是有刷電機中的“電刷”沒有了，電刷在有刷電機里扮演的角色是通過換向器向轉子里的線圈通電。
原來無刷電機采用永磁體來做轉子，轉子里是沒有線圈的。由于轉子里沒有線圈，所以不需要用于通電的換向器和電刷。取而代之的是作為定子的線圈。（如下圖所示）
無刷電機的起源從頭來講也是比較簡單的：大部分有刷直流電機的問題都來自于電刷。
電刷可能打火花、磨損、產生很強的噪音并產生很大一部分功耗，導致速度被嚴重限制，且不容易冷卻。
展開 【電氣知識】有刷電機 VS 無刷電機，究竟有啥區別？
今天分享一下關于有刷、無刷電機的區別，首先我們先了解一下電機的分類！
原來電機還分直流電機、交流電機這兩種，而無刷電機、有刷電機是劃分到直流電機這一類別，那么問題來了，同屬一個類別的無刷、有刷究竟有何區別呢？
一、從組成結構區分
附視頻講解：
二、從工作原理區分
LearnEngineering制作的動畫，講解了無刷直流電動機的工作原理。
無刷直流電機主要由用永磁材料制造的轉子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器(可有可無)組成！
附視頻講解：
無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會像變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產生振蕩和失步。
無刷就是有刷電機中的“電刷”沒有了，電刷在有刷電機里扮演的角色是通過換向器向轉子里的線圈通電。
看完上邊兩個視頻之后對無刷、有刷電機有更深刻的了解了嗎？ 那么小編再次提問，沒有電刷的電機是如何向轉子里的線圈通電的呢？
原來無刷電機采用永磁體來做轉子，轉子里是沒有線圈的。由于轉子里沒有線圈，所以不需要用于通電的換向器和電刷。取而代之的是作為定子的線圈。（如下圖所示）
無刷電機的起源從頭來講也是比較簡單的：大部分有刷直流電機的問題都來自于電刷。
電刷可能打火花、磨損、產生很強的噪音并產生很大一部分功耗，導致速度被嚴重限制，且不容易冷卻。
這意味著您不能在任何易燃物周圍、需要長使用壽命、靜音或高效率的應用條件下、在任何高速或高功耗系統中使用有刷直流電機。
這都是電刷顯著的缺點，取消電刷就可以解決這些問題，但是不好的地方是同時消除了機械換向。
展開 動圖搞清楚有刷電機與無刷電機那些事兒!
8、壽命長，低維護成本
少了電刷，無刷電機的磨損主要是在軸承上了，從機械角度看，無刷電機幾乎是一種免維護的電動機了，必要的時候，只需做一些除塵維護即可。
無刷電機控制原理
電機驅動控制就是控制電機的轉動或者停止，以及轉動的速度。電機驅動控制部分也叫做電子調速器，簡稱電調，英文electronic speed controller(ESC)。電調對應使用的電機不同，分無刷電調和有刷電調。
有刷電機的永磁體是固定不動的，線圈繞在轉子上，通過一個電刷跟換相器接觸間斷來改變磁場方向來保持轉子持續轉動。無刷電機，顧名思義，這種電機是沒有所謂的電刷和換相器的，他的轉子是永磁體，而線圈是固定不動的，直接接到外部電源，問題就來了，線圈磁場方向怎么改變呢?事實上，無刷電機外部還需要一個電子調速器，這個調速器說白了就是一個電機驅動，它隨時都在改變著固定線圈內部電流的方向，保證它跟永磁體之間的作用力是相互排斥，持續轉動得以延續。
刷電機工作可以不需要電調，直接把電供給電機就能夠工作，但是這樣無法控制電機的轉速。無刷電機工作必須要有電調，否則是不能轉動的。必須通過無刷電調將直流電轉化為三相交流電，輸給無刷電機才能轉動。
最早的電調可不是像現在的電調一樣，最早全是有刷電調，說道這你可能要問了，什么是有刷電調，和現在的無刷電調有什么區別。事實上這差別呀可大了去了，有刷電調和無刷電調都是根據電機來說的，現在電機的轉子，就是能轉動的部分全是磁鐵塊，線圈是定子不轉動的，因為這中間沒有碳刷，這就是無刷電機。
展開 新應用：無刷云臺電機驅動應用中的電機驅動芯片
由工采網代理的SS6343M是一款針對三軸手持云臺相機-三軸無刷云臺-無人機云臺推出的三相直流無刷電機驅動芯片；該芯片具有輸出電流大、導通內阻低、輸入內壓高、超小型封裝、性能卓越，芯片性價比高等優勢；其軟硬件完全可PIN TO PIN兼容替代MP6543。
云臺無刷電機是一種結合了云臺機械結構和無刷電機驅動技術的設備。它的工作原理與普通的無刷電機差不多，但是加入了機械結構，可用于平穩地承載和回轉相機、望遠鏡等設備，實現穩定拍攝和觀測。
云臺無刷電機的軸承通常采用滑動軸承或者球軸承，用以支撐設備，實現平穩旋轉。同時，云臺無刷電機還可以通過控制器的編碼器進行位置和姿態的控制。如果需要更加穩定的操作，還可以加裝陀螺儀。
無刷電機的工作原理是基于電磁感應原理和電子技術，即通過定子的磁極交替產生磁場來驅動轉子旋轉。通常，無刷電機有三個定子和一個轉子，每個定子上有若干個線圈，線圈的相鄰兩極各有一個磁鐵。
無刷電機和云臺無刷電機都是一種高效、低噪音、低故障率的電機，廣泛應用于工業、航空、醫療等領域。無刷電機的工作原理是通過定子的磁極交替產生磁場來驅動轉子，而云臺無刷電機是將無刷電機與機械結構相結合，實現平穩旋轉。
直流無刷電機驅動芯片 - SS6343M，是一種三相無刷直流電機驅動器。其工作電壓范圍：3V～16V；導通電阻僅為140mR；提供24管腳的3mmx4mm QFN封裝，帶外露散熱盤；芯片集成了三個半橋，包括六個N溝道功率 MOSFET，以及前置驅動器、柵極驅動電源；為每個?-H電橋提供使能和PWM輸入。
SS6343M能夠持續提供2A的驅動電流（取決于溫度和PCB條件），電流保護閾值峰值可達7A。
展開 
【知識分享】有刷電機與無刷電機的區別
直流電機分為有刷電機和無刷電機，這里所說的“刷”是指碳刷。那碳刷長什么樣呢？
那直流電機為什么要碳刷呢？有碳刷和沒碳刷有什么不一樣呢？我們接著往下看！
直流有刷電機原理
如圖1所示，這是一個直流有刷電機結構模型圖。兩個固定的異性磁鐵，中間放置一個線圈，線圈兩端分別接在兩個半圓形的銅環上，銅環兩端與固定的碳刷相接觸，然后給碳刷兩端分別接上直流電源。
圖1
接上電源以后，電流如圖1中箭頭所示。根據左手定則，黃色線圈受到垂直向上的電磁力；藍色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子開始作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖2所示：
圖2
此時，碳刷剛好在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。
圖3
轉子在慣性的作用下轉到上述位置時，線圈電流如圖3所示。根據左手定則，藍色線圈受到垂直向上的電磁力；黃色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子繼續作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖4所示：
圖4
此時，碳刷剛好也在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。然后又重復上述步驟，一直循環下去。
直流無刷電機
如圖5所示，這是一個直流無刷電機結構模型圖。
展開 汽車電機控制方案—單相無刷直流電機
汽車電機控制方案—單相無刷直流電機
1
引言
無刷直流電機轉子采用磁鋼勵磁，定子采用集中繞組，取消了電刷和換向器，具有效率高、結構緊湊、維護需求低的特點，按照其繞組相數可以將其分為單相無刷直流電機和多相無刷直流電機兩大類。
汽車上應用的發動機冷卻水泵、冷卻風機、空調壓縮機電機等功率較高、轉速控制范圍較廣的使用三相無刷直流電機居多。而單相無刷直流電機被廣泛應用于對電機啟動性能不高、轉矩脈動要求不高的小功率散熱水泵、小功率風機中。ZLG推出的單相無刷直流電機方案適用于小功率散熱水泵，可以通過PWM單線雙向控制，適用于12V系統下50W左右的電機。
2
認識單相無刷直流電機
單相無刷直流電機和三相無刷直流電機的結構相似，定子主要由定子鐵芯和電樞繞組所組成，轉子主要由永磁體構成。它們的轉子的永磁體被充成一定的磁極對數，定子鐵芯通常由磁軛和凸極所組成，定子上只有一相電樞繞組，其電樞繞組的具體連接方式如圖1所示。
圖1 單項無刷直流永磁電機的示意圖
單相無刷直流電機的定子上有一相電樞繞組W。
展開 為什么電動工具一般都用有刷電機，用無刷電機不行嗎？
為什么電動工具（比如手電鉆、角磨機等）一般都用有刷電機，而不是無刷電機？要想搞明白，這個還真是用一兩句話講不清楚。
直流電機分為有刷電機和無刷電機，這里所說的“刷”是指碳刷。那碳刷長什么樣呢？
那直流電機為什么要碳刷呢？有碳刷和沒碳刷有什么不一樣呢？我們接著往下看！
直流有刷電機原理
如圖1所示，這是一個直流有刷電機結構模型圖。兩個固定的異性磁鐵，中間放置一個線圈，線圈兩端分別接在兩個半圓形的銅環上，銅環兩端與固定的碳刷相接觸，然后給碳刷兩端分別接上直流電源。
▲ 圖1
接上電源以后，電流如圖1中箭頭所示。根據左手定則，黃色線圈受到垂直向上的電磁力；藍色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子開始作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖2所示：
▲ 圖2
此時，碳刷剛好在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。
▲ 圖3
轉子在慣性的作用下轉到上述位置時，線圈電流如圖3所示。根據左手定則，藍色線圈受到垂直向上的電磁力；黃色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子繼續作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖4所示：
▲ 圖4
此時，碳刷剛好也在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。然后又重復上述步驟，一直循環下去。
直流無刷電機
如圖5所示，這是一個直流無刷電機結構模型圖。
展開 為什么電動工具一般都用有刷電機，用無刷電機不行嗎
否則在鉆孔時，電機很容易因為鉆頭卡住而無法運轉。
試想一下，有刷直流電機價格低、啟動轉矩大、能帶重負荷；無刷電機雖然故障率低，壽命長，但是價格貴，啟動轉矩遠不如有刷電機。如果讓你選，你會怎么選，我想答案不言而喻。
為什么電動工具一般都用有刷電機，用無刷電機不行嗎？
為什么電動工具（比如手電鉆、角磨機等）一般都用有刷電機，而不是無刷電機？要想搞明白，這個還真是用一兩句話講不清楚。
直流電機分為有刷電機和無刷電機，這里所說的“刷”是指碳刷。那碳刷長什么樣呢？
那直流電機為什么要碳刷呢？有碳刷和沒碳刷有什么不一樣呢？我們接著往下看！
直流有刷電機原理
如圖1所示，這是一個直流有刷電機結構模型圖。兩個固定的異性磁鐵，中間放置一個線圈，線圈兩端分別接在兩個半圓形的銅環上，銅環兩端與固定的碳刷相接觸，然后給碳刷兩端分別接上直流電源。
圖1
接上電源以后，電流如圖1中箭頭所示。根據左手定則，黃色線圈受到垂直向上的電磁力；藍色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子開始作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖2所示：
圖2
此時，碳刷剛好在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。
圖3
轉子在慣性的作用下轉到上述位置時，線圈電流如圖3所示。根據左手定則，藍色線圈受到垂直向上的電磁力；黃色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子繼續作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖4所示：
圖4
此時，碳刷剛好也在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。然后又重復上述步驟，一直循環下去。
直流無刷電機
如圖5所示，這是一個直流無刷電機結構模型圖。
展開 【電氣知識】為什么電動工具一般都用有刷電機，用無刷電機不行嗎？
為什么電動工具（比如手電鉆、角磨機等）一般都用有刷電機，而不是無刷電機？要想搞明白，這個還真是用一兩句話講不清楚。
直流電機分為有刷電機和無刷電機，這里所說的“刷”是指碳刷。那碳刷長什么樣呢？
那直流電機為什么要碳刷呢？有碳刷和沒碳刷有什么不一樣呢？我們接著往下看！
直流有刷電機原理
如圖1所示，這是一個直流有刷電機結構模型圖。兩個固定的異性磁鐵，中間放置一個線圈，線圈兩端分別接在兩個半圓形的銅環上，銅環兩端與固定的碳刷相接觸，然后給碳刷兩端分別接上直流電源。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
▲ 圖1
接上電源以后，電流如圖1中箭頭所示。根據左手定則，黃色線圈受到垂直向上的電磁力；藍色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子開始作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖2所示：
▲ 圖2
此時，碳刷剛好在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。
▲ 圖3
轉子在慣性的作用下轉到上述位置時，線圈電流如圖3所示。根據左手定則，藍色線圈受到垂直向上的電磁力；黃色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子繼續作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖4所示：
▲ 圖4
此時，碳刷剛好也在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。然后又重復上述步驟，一直循環下去。
直流無刷電機
如圖5所示，這是一個直流無刷電機結構模型圖。
展開 無位置傳感器的直流無刷電機控制系統設計與實現
引言
傳統上把具有梯形波反電勢的永磁同步電機稱為直流無刷電機。直流無刷電機的轉矩控制需要轉子位置信息來實現有效的定子電流控制。而且，對于轉速控制，也需要速度信號，使用位置傳感器是直流無刷電機矢量控制的基礎，但是，位置傳感器的存在也給直流無刷電機的應用帶來很多的缺陷與不便：首先，位置傳感器會增加電機的體積和成本；其次，連線眾多的位置傳感器會降低電機運行的可靠性，即便是現在應用最多的霍爾傳感器，也存在一定程度的磁不敏感區；再次，在某些惡劣的工作環境、例如在密封的空調壓縮機中，由于制冷劑的強腐蝕性，常規的位置傳感器根本無法使用；最后，傳感器的安裝精度還會影響電機的運行性能，增加了生產的工藝難度。
無位置傳感器控制技術是近30年來無刷直流電機（BLDCM）研究的一個重要方向。論述了國內外BLDCM無位置傳感器控制的研究現狀。著重介紹了目前應用和研究較多的幾種常規方法的基本原理、實現途徑、應用場合以及優缺點等，并對它們作了綜合分析和比較。無位置傳感器控制就是在沒有機械式位置傳感器的情況下進行的控制。此時，作為逆變器開關換向導通時序信號的轉子位置信號仍然是必不可少的，只不過不再由位置傳感器來提供，而應該由新的位置信號檢測措施來代替，即以提高電路和控制的復雜性來降低電機結構的復雜性。
目前，BLDCM無位置傳感器控制研究的核心是構架轉子位置信號檢測電路，從軟硬件兩方面間接獲得可靠的轉子位置信號，從而觸發導通相應的功率器件，驅動電機運轉。到目前為止，在眾多的位置信號檢測方法中，應用和研究較多的主要有定子電感法、速度無關位置函數法、反電勢法、基波電勢換向法和狀態觀測器法等。
1基于反電勢的轉子位置檢測方案
無刷直流電機（BushlessDCMotor，BLDCM）具有無換向火花、運行可靠、維護方便、結構簡單等優點，因而在很多場合得到了廣泛應用。
展開 
為什么電動工具一般都用有刷電機，用無刷電機不行嗎
否則在鉆孔時，電機很容易因為鉆頭卡住而無法運轉。
試想一下，有刷直流電機價格低、啟動轉矩大、能帶重負荷；無刷電機雖然故障率低，壽命長，但是價格貴，啟動轉矩遠不如有刷電機。如果讓你選，你會怎么選，我想答案不言而喻。
干貨 | 電動工具一般都用有刷電機，用無刷電機不行嗎？
為什么電動工具（比如手電鉆、角磨機等）一般都用有刷電機，而不是無刷電機？要想搞明白，這個還真是用一兩句話講不清楚。
直流電機分為有刷電機和無刷電機，這里所說的“刷”是指碳刷。那碳刷長什么樣呢？
那直流電機為什么要碳刷呢？有碳刷和沒碳刷有什么不一樣呢？我們接著往下看！
直流有刷電機原理
如圖1所示，這是一個直流有刷電機結構模型圖。兩個固定的異性磁鐵，中間放置一個線圈，線圈兩端分別接在兩個半圓形的銅環上，銅環兩端與固定的碳刷相接觸，然后給碳刷兩端分別接上直流電源。
圖1
接上電源以后，電流如圖1中箭頭所示。根據左手定則，黃色線圈受到垂直向上的電磁力；藍色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子開始作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖2所示：
圖2
此時，碳刷剛好在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。
圖3
轉子在慣性的作用下轉到上述位置時，線圈電流如圖3所示。根據左手定則，藍色線圈受到垂直向上的電磁力；黃色線圈受到垂直向下的電磁力。電機轉子繼續作順時針旋轉，旋轉90度以后，如圖4所示：
圖4
此時，碳刷剛好也在兩個銅環中間空隙處，整個線圈回路沒有電流。但是在慣性的作用下，轉子依然在繼續旋轉。然后又重復上述步驟，一直循環下去。
直流無刷電機
如圖5所示，這是一個直流無刷電機結構模型圖。
展開 無刷/有刷電機的區別，終于有人說清楚了！
無刷直流電機內的霍爾傳感器
轉子處于不同位置的時候霍爾傳感器會產生相應的信號，并且還可以根據霍爾信號計算轉速，作為后面速度閉環的反饋值，霍爾信號具體如下圖所示；
霍爾信號
一般來說增加了霍爾傳感器，在成本和電機的結構復雜程度上都會大大增加，所以，這里可以通過檢測每一相的反電動勢（Back EMF)，來進行位置的估算以及速度的計算。
無刷直流電機的反電動勢是梯形反電動勢，具體如下圖所示；
反電動勢
無感方波的驅動方式難點在于啟動和過零點的檢測上，通常啟動可以使用三段式啟動的方式，即轉子預定位，開環強拖，開環切閉環，這三個過程。
另外還可以進行高頻注入的方式確定轉子的初始位置，然后直接進行啟動，在過零點的檢測和換相存在一定的難度。
結論
本文簡單介紹了有刷直流電機和無刷直流電機的結構和原理，以及各自的優勢。進一步介紹了無刷直流電機的六步方波驅動原理，簡單提及了閉環控制中一些注意點。作者水平有限，文中難免存在不足和錯誤之處，請各位大佬不吝賜教。
好的，這期就先到這里，我們下期再見。
展開 無刷/有刷電機的區別，終于有人說清楚了！
無刷直流電機內的霍爾傳感器
轉子處于不同位置的時候霍爾傳感器會產生相應的信號，并且還可以根據霍爾信號計算轉速，作為后面速度閉環的反饋值，霍爾信號具體如下圖所示；
霍爾信號
一般來說增加了霍爾傳感器，在成本和電機的結構復雜程度上都會大大增加，所以，這里可以通過檢測每一相的反電動勢（Back EMF)，來進行位置的估算以及速度的計算。
無刷直流電機的反電動勢是梯形反電動勢，具體如下圖所示；
反電動勢
無感方波的驅動方式難點在于啟動和過零點的檢測上，通常啟動可以使用三段式啟動的方式，即轉子預定位，開環強拖，開環切閉環，這三個過程。
另外還可以進行高頻注入的方式確定轉子的初始位置，然后直接進行啟動，在過零點的檢測和換相存在一定的難度。
結論
本文簡單介紹了有刷直流電機和無刷直流電機的結構和原理，以及各自的優勢。進一步介紹了無刷直流電機的六步方波驅動原理，簡單提及了閉環控制中一些注意點。作者水平有限，文中難免存在不足和錯誤之處，請各位大佬不吝賜教。
好的，這期就先到這里，我們下期再見。
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