有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)差異

“刷式”電動(dòng)機(jī)具有旋轉(zhuǎn)定子（線圈），其用作具有兩個(gè)極的電磁鐵。外殼是固定的（不移動(dòng)），因此通?？梢栽诓皇褂萌魏温葆?shù)那闆r下安裝有刷電機(jī)。（如圖左）

“無(wú)刷”電動(dòng)機(jī)使用永磁體并通過(guò)電子切換極性而不是刷子來(lái)完成切換，因此稱為“無(wú)刷”。由于移動(dòng)電機(jī)罩，電機(jī)通常使用螺釘安裝在底座上。（如圖右）

什么是有感？

在有感無(wú)刷中的有感是指“霍爾傳感器”，那么什么是“霍爾”呢？霍爾是指的霍爾效應(yīng)，這一現(xiàn)象是美國(guó)物理學(xué)家霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的垂直于磁場(chǎng)和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)。這個(gè)電勢(shì)差也被叫做霍爾電勢(shì)差。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)霍爾傳感器，無(wú)刷驅(qū)動(dòng)器可以明確知道無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置。

什么是無(wú)感？

在無(wú)感無(wú)刷中的無(wú)感是指“無(wú)霍爾傳感器”，在沒(méi)有直接反饋的情況下，無(wú)感無(wú)刷電機(jī)只能通過(guò)間接方式獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，常見(jiàn)的方法有反電動(dòng)勢(shì)法、電感法、磁鏈法、高頻脈沖法及其它智能方法，應(yīng)用最多的是反電動(dòng)勢(shì)法。

無(wú)感無(wú)刷電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)因?yàn)椴恢擂D(zhuǎn)子磁極方位，只能隨機(jī)變換電流去驅(qū)動(dòng)電機(jī)，相似于“蒙”，總有一個(gè)時(shí)分轉(zhuǎn)子會(huì)滾動(dòng)起來(lái)，而轉(zhuǎn)子滾動(dòng)起來(lái)之后，就能靠線圈上的電流改變來(lái)核算轉(zhuǎn)子的方位，然后操控電流與方向。這就是為什么無(wú)感無(wú)刷在起步時(shí)，總是有“咔咔咔"的癥狀。

與有感無(wú)刷則不同，有了傳感器，驅(qū)動(dòng)器從一開(kāi)機(jī)就知道轉(zhuǎn)子磁極方位，直接就能給對(duì)應(yīng)的線圈供給對(duì)應(yīng)的電流，以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子?？墒请娏骱苄r(shí)，電機(jī)就會(huì)發(fā)出持續(xù)的"吱吱吱"的聲響。這就是為什么有感電機(jī)在低速時(shí)會(huì)聽(tīng)到持續(xù)地"吱吱吱"的聲響，而無(wú)感無(wú)刷則不會(huì)。

有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)調(diào)速方式的區(qū)別

實(shí)際上兩種電機(jī)的控制都是調(diào)壓，只是由于無(wú)刷直流采用了電子換向，所以要有數(shù)字控制才可以實(shí)現(xiàn)了，而有刷直流是通過(guò)碳刷換向的，利用可控硅等傳統(tǒng)模擬電路都可以控制，比較簡(jiǎn)單。

1、有刷馬達(dá)調(diào)速過(guò)程是調(diào)整馬達(dá)供電電源電壓的高低。調(diào)整后的電壓電流通過(guò)整流子及電刷地轉(zhuǎn)換，改變電極產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。這一過(guò)程被稱之為變壓調(diào)速。

2、無(wú)刷馬達(dá)調(diào)速過(guò)程是馬達(dá)的供電電源的電壓不變，改變電調(diào)的控制信號(hào)，通過(guò)微處理器再改變大功率MOS管的開(kāi)關(guān)速率，來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。這一過(guò)程被稱之為變頻調(diào)速。

無(wú)感無(wú)刷電機(jī)是通過(guò)電調(diào)驅(qū)動(dòng)器控制，其工作原理可以分為以下幾個(gè)步驟：

2.1 借助霍爾傳感器進(jìn)行定位

無(wú)感無(wú)刷電機(jī)通常內(nèi)置了三個(gè)霍爾傳感器，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置。霍爾傳感器會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的變化產(chǎn)生電信號(hào)，通過(guò)判斷三個(gè)傳感器輸出的電信號(hào)組合來(lái)確定轉(zhuǎn)子的位置。

2.2 電調(diào)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行換相控制

根據(jù)霍爾傳感器的輸出信號(hào)，電調(diào)驅(qū)動(dòng)器會(huì)根據(jù)預(yù)定的換相順序進(jìn)行相應(yīng)的控制，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)。換相順序通常為1-3-2-6-4-5，也可以根據(jù)具體需求進(jìn)行調(diào)整。

2.3 通過(guò)PWM信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速

電調(diào)驅(qū)動(dòng)器通過(guò)調(diào)整PWM（脈寬調(diào)制）信號(hào)的占空比來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，反之則轉(zhuǎn)速越慢。