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無刷直流電機(jī)由電動機(jī)主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。由于無刷直流電動機(jī)是以自控式運(yùn)行的，所以不會像變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動繞組，也不會在負(fù)載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。中小容量的無刷直流電動機(jī)的永磁體，現(xiàn)在多采用高磁能級的稀土釹鐵硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁無刷電動機(jī)的體積比同容量三相異步電動機(jī)縮小了一個機(jī)座號。
工作原理
無刷直流電動機(jī)是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實(shí)現(xiàn)電子換向的，即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機(jī)械噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機(jī)、電子儀器及自動化辦公設(shè)備中。
無刷直流電動機(jī)由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化，沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進(jìn)行換流（即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路，按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行繞組電流切換）。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。 ［2］
位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。
采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機(jī)，其磁敏傳感器件（例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)Ｓ眉呻娐返龋┭b在定子組件上，用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。
采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機(jī)，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉(zhuǎn)子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。
采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機(jī)，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件（例如耦合變壓器、接近開關(guān)、LC諧振電路等），當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時，電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號（其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化）。
相關(guān)對比
有刷電機(jī)缺點(diǎn)
?。?）摩擦大，損耗大
老模友們在以前玩有刷電機(jī)的時候都碰到這個問題，那就是使用電機(jī)一段時間以后，需要打開電機(jī)來清理電機(jī)的碳刷，費(fèi)時費(fèi)力，維護(hù)強(qiáng)度不亞于來一次家庭大掃除。
?。?）發(fā)熱大，壽命短
由于有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)原因，電刷和換向器的接觸電阻很大，造成電機(jī)整體電阻較大，容易發(fā)熱，而永磁體是熱敏元件，如果溫度太高的話，磁鋼是會退磁的，使電機(jī)性能下降，影響有刷電機(jī)的壽命。
?。?）效率低，輸出功率小
上面說到的有刷電機(jī)發(fā)熱問題，很大程度是因?yàn)殡娏髯龉υ陔姍C(jī)內(nèi)部電阻上了，所以電能有很大程度轉(zhuǎn)化為了熱能，所以有刷電機(jī)的輸出功率不大，效率也不高。
無刷電機(jī)優(yōu)點(diǎn)
?。?）無電刷、低干擾
無刷電機(jī)去除了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花，這樣就極大減少了電火花對遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。
?。?）噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢
無刷電機(jī)沒有了電刷，運(yùn)轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小，運(yùn)行順暢，噪音會低許多，這個優(yōu)點(diǎn)對于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。
（3）壽命長，低維護(hù)成本
少了電刷，無刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上了，從機(jī)械角度看，無刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動機(jī)了，必要的時候，只需做一些除塵維護(hù)即可。上下一比較，就知道無刷電機(jī)相對于有刷電機(jī)的優(yōu)勢在哪里了，但是萬事都不是絕對的，有刷電機(jī)低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點(diǎn)是無刷電機(jī)不可替代的，不過就無刷電機(jī)的使用方便性來看，隨著無刷控制器的成本下降趨勢和國內(nèi)外無刷技術(shù)的發(fā)展與市場競爭，無刷動力系統(tǒng)正在高速的發(fā)展與普及階段，這也極大促進(jìn)了模型運(yùn)動的發(fā)展。
轉(zhuǎn)速不變，扭矩肯定要加大了，也就是說定轉(zhuǎn)子的內(nèi)外徑不變，只加長定子和轉(zhuǎn)子（磁鋼）。
無刷直流電機(jī)由電動機(jī)主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。由于無刷直流電動機(jī)是以自控式運(yùn)行的，所以不會象變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動繞組，也不會在負(fù)載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。中小容量的無刷直流電動機(jī)的永磁體，現(xiàn)在多采用高磁能積的稀土釹鐵硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁無刷電動機(jī)的體積比同容量三相異步電動機(jī)縮小了一個機(jī)座號。
如果不考慮轉(zhuǎn)速，單從“加大功率”的角度說是可以的，唯一的辦法是更改電動機(jī)的極對數(shù)（前提條件是極數(shù)本身大于2極），功率可以提高很多（甚至翻倍提高）。6極電機(jī)改為2極，功率可提高約一倍，4極電機(jī)改為2極電機(jī)，功率約提高1/3，如果本身就是二極電機(jī)，那就沒辦法了。
這是電機(jī)改造時最常用的辦法！
但高價較高，需改造定子繞組！
無刷電機(jī)是一種交流電機(jī)，也就是說它的三根電纜輸送的是相位差為120度的三相交流電。當(dāng)然這個你不懂，我也不說啥，因?yàn)闆]啥用。
無刷電機(jī)你買的時候，考慮兩個參數(shù)：大小和KV。
KV只由這幾個參數(shù)決定：定子上面的線圈匝數(shù)和級數(shù)。這個和線圈的粗細(xì)，大小都沒有關(guān)系。而電機(jī)的大小，比如大家熟悉的2212或者我用的比較多的4530，更多的表示了一種尺寸。而電機(jī)的尺寸的含義，也就是定子上面可以繞多少銅。
要我說，電機(jī)特別簡單。同樣的電機(jī)，你繞的銅越多，它的功率就越大。
比如同樣KV的電機(jī)，匝數(shù)相同。有的電機(jī)用的銅線比較細(xì)，它的功率就小。有的比較粗，它的功率就大。而眾所周知銅線都是圓的，越粗的線造成的后果就是效率低，因?yàn)橛锌障赌闳贿M(jìn)去。所以有的電機(jī)通過纏多股細(xì)線來增加能纏上去的銅線的量。
但是電機(jī)的實(shí)際功率，它本身不重要，而要看其負(fù)載。
無刷電機(jī)是一種交流電機(jī)，也就是說它的三根電纜輸送的是相位差為120度的三相交流電。當(dāng)然這個你不懂，我也不說啥，因?yàn)闆]啥用。
無刷電機(jī)你買的時候，考慮兩個參數(shù)：大小和KV。
KV只由這幾個參數(shù)決定：定子上面的線圈匝數(shù)和級數(shù)。這個和線圈的粗細(xì)，大小都沒有關(guān)系。而電機(jī)的大小，比如大家熟悉的2212或者我用的比較多的4530，更多的表示了一種尺寸。而電機(jī)的尺寸的含義，也就是定子上面可以繞多少銅。
要我說，電機(jī)特別簡單。同樣的電機(jī)，你繞的銅越多，它的功率就越大。
比如同樣KV的電機(jī)，匝數(shù)相同。有的電機(jī)用的銅線比較細(xì)，它的功率就小。有的比較粗，它的功率就大。而眾所周知銅線都是圓的，越粗的線造成的后果就是效率低，因?yàn)橛锌障赌闳贿M(jìn)去。所以有的電機(jī)通過纏多股細(xì)線來增加能纏上去的銅線的量。
但是電機(jī)的實(shí)際功率，它本身不重要，而要看其負(fù)載。
2212電機(jī)大多數(shù)配的都是30a左右的電調(diào)，這無可厚非。但是我現(xiàn)在要澄清一個事實(shí)。如果按照xxd或者朗宇這種電機(jī)的功率講的話，其實(shí)10a用來維持功率就足夠了。但是有一點(diǎn)在于如果你的電調(diào)最大是10a，在啟動的時候，電機(jī)的負(fù)載是相當(dāng)大的。想象一下，電機(jī)轉(zhuǎn)速為0，但是期望轉(zhuǎn)速是10000rpm，這一瞬間電機(jī)幾乎到了峰值功率。雖然時間很短，10a電調(diào)也不會出啥事，但是總歸是超了，不安全。如果你的電調(diào)本身就渣的話，就是一個悲劇了。所以電調(diào)用20到40a的還是一個好選擇。
提到電機(jī)，就不能不提電池。
?。破眨篶數(shù)指的是電流相對于電池的大小。對于一塊x毫安時的電池，c數(shù)為n的含義就是x*n/1000安培）
電池的c數(shù)是越大越好，但是大c數(shù)電池特別貴。
如果你按照我所說的c數(shù)計算，會發(fā)現(xiàn)2200mah，20c的電池的放電已經(jīng)達(dá)到了44a，幾乎這個級別不需要更大了。那為什么會出現(xiàn)像tp這種65c的電池呢？有必要嗎？
有！
電池的放電c數(shù)代表的是放電能力，電池放電的時候，一方面電流變大，而另一方面電池的電壓會變小。
比如剛才說的2200mah，20c的電池，以3s，11.1v，滿電電壓12.6v為例。它在44a放電的時候，其電壓幾乎下降到了原電壓的一半，達(dá)到了7v。而我剛才說的tp天價電池，它的電壓幾乎不變，在11.5左右。電池的壓降現(xiàn)象大家放電的時候插上BB響就能看出來。
所以c數(shù)這個東西，如果電池買得起，還是越大越好。
我們先看一般直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)，以下是一個簡略圖。
外部保持不動的部分叫定子（stator），它含有兩個或多個永磁極。而中間轉(zhuǎn)動的部分是轉(zhuǎn)子（rotor），轉(zhuǎn)子由繞組（windings）組成并且與換向器（commutator）相連接。繞組使轉(zhuǎn)子的磁極與定子的永磁極相反，異性磁極相互吸引，使轉(zhuǎn)子運(yùn)動，直至與定子的永磁極對齊。當(dāng)轉(zhuǎn)子剛好達(dá)到對齊位置時，電刷（brushes）移過換向器的連接處，激活下一組繞組，使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動。
那無刷（Brushless）電機(jī)又與之有何不同呢？顧名思義，無刷電機(jī)是沒有電刷和換向器的電機(jī)，也可稱作無換向器電機(jī)。無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體而定子由多個繞組組成。相當(dāng)于是將傳統(tǒng)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外翻轉(zhuǎn)。繞組被連接到控制電路，控制電路代替了換向器的作用，負(fù)責(zé)激活相應(yīng)的合適的繞組。繞組按照旋轉(zhuǎn)的方向被逐個激活，被激活的定子繞組的磁極吸引轉(zhuǎn)子的磁極，在達(dá)到對齊位置時轉(zhuǎn)換。
無刷直流電機(jī)可根據(jù)定子繞組的數(shù)量配置為單相、雙相、三相。其中三相應(yīng)用最廣。
這張簡略的對比圖很好的展示了一般直流電機(jī)和無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)差異。
它有什么優(yōu)勢？
那么無刷電機(jī)的優(yōu)勢何在呢？
首先，沒有了電刷和換向器，傳統(tǒng)直流電機(jī)被限制向高速大容量電機(jī)發(fā)展的幾個因素，如換向火花、換向器的機(jī)械強(qiáng)度、電刷磨損等問題都通過改變換向條件的方法得到了很好的解決。沒有滑動接觸也就解決了換向火花的問題，使其能在易爆環(huán)境中使用。無刷的結(jié)構(gòu)也提高了效率，電機(jī)本身沒有勵磁損耗和碳刷損耗，消除了多級減速耗，綜合節(jié)電率可達(dá)20%~60%。
其二，可以低速大功率運(yùn)行，可以省去減速機(jī)直接驅(qū)動大的負(fù)載；轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)異，中、低速轉(zhuǎn)矩性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流??；無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，過載能力強(qiáng)等。
再有，耐顛簸震動，噪音低，震動小，運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，壽命長。
廣泛應(yīng)用
具備這些優(yōu)勢，使得無刷電機(jī)在生產(chǎn)生活中被廣泛運(yùn)用。
隨著無刷電機(jī)生產(chǎn)設(shè)計和控制水平的提升，它被更加廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。概括來說主要有三種用途：持續(xù)負(fù)載應(yīng)用、可變負(fù)載應(yīng)用、定位應(yīng)用。
大到航空航天的機(jī)械臂控制、陀螺儀與舵機(jī)驅(qū)動，或是汽車工業(yè)領(lǐng)域中的油泵控制、電控制器、發(fā)動機(jī)控制等，小到日常生活中的吸塵器、攪拌機(jī)、電吹風(fēng)機(jī)、攝像機(jī)和家用電風(fēng)扇等其他家用電器，或是數(shù)碼相機(jī)、激光打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、錄音機(jī)、LD影碟機(jī)和碎紙機(jī)等辦公設(shè)備的驅(qū)動，都能看到無刷電機(jī)的身影。
還有一個不得不提的，近年來備受關(guān)注的應(yīng)用是，無人機(jī)、飛行器領(lǐng)域。大疆無人機(jī)的成功使航拍系統(tǒng)普及到平常百姓家，人們也開始越來越關(guān)注這一新興產(chǎn)業(yè)。
關(guān)于無刷電機(jī)的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
