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為什么電動工具一般都用有刷電機，用無刷電機不行嗎

時間：2023/3/7閱讀：1241

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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(jié)構(gòu)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(huán)上，銅環(huán)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(jù)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(zhuǎn)子開始作順時針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)90度以后，如圖2所示：

圖2

此時，碳刷剛好在兩個銅環(huán)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(zhuǎn)子依然在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

圖3

轉(zhuǎn)子在慣性的作用下轉(zhuǎn)到上述位置時，線圈電流如圖3所示。根據(jù)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(zhuǎn)子繼續(xù)作順時針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)90度以后，如圖4所示：

此時，碳刷剛好也在兩個銅環(huán)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(zhuǎn)子依然在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。然后又重復(fù)上述步驟，一直循環(huán)下去。

直流無刷電機

如圖5所示，這是一個直流無刷電機結(jié)構(gòu)模型圖。它是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，其中轉(zhuǎn)子上有一對磁極；定子上面繞了有很多組線圈，圖中畫了有6組線圈。

圖5

當(dāng)我們給定子線圈2、5通入電流，此時線圈2、5會產(chǎn)生磁場，定子相當(dāng)于一個條形磁鐵，其中2為S（南）極、5為N（北）極。由于同性磁極互相吸引，所以轉(zhuǎn)子N極會旋轉(zhuǎn)到線圈2位置，轉(zhuǎn)子S極會旋轉(zhuǎn)到線圈5位置，圖6。

圖6

然后我們把定子線圈2、5電流撤掉，再給定子線圈3、6通入電流。此時線圈3、6會產(chǎn)生磁場，定子相當(dāng)于一個條形磁鐵，其中3為S（南）極、6為N（北）極。由于同性磁極互相吸引，所以轉(zhuǎn)子N極會旋轉(zhuǎn)到線圈3位置，轉(zhuǎn)子S極會旋轉(zhuǎn)到線圈6位置，圖7。

圖7

同理，再把定子線圈3、6電流撤掉，再給定子線圈4、1通入電流。此時線圈4、1會產(chǎn)生磁場，定子相當(dāng)于一個條形磁鐵，其中4為S（南）極、1為N（北）極。由于異性磁極互相吸引，所以轉(zhuǎn)子N極會旋轉(zhuǎn)到線圈4位置，轉(zhuǎn)子S極會旋轉(zhuǎn)到線圈1位置。

至此為止，電機已經(jīng)旋轉(zhuǎn)半圈....后半圈和前面原理一致，這里不在贅述。我們可以簡單的把直流無刷電機理解成，就像在一頭驢的前面釣一個胡蘿卜，這樣驢就會一直朝著胡蘿卜前進。

那怎么樣才能在不同時刻給不同線圈通入準確的電流呢？這就需要電流換向電路了......在這里就不詳細介紹了。

優(yōu)缺點對比

直流有刷電機：啟動快速、制動及時、調(diào)速平穩(wěn)、控制簡單、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜。重點是價格便宜！價格便宜！價格便宜！而且它啟動電流大，在低速時扭矩（旋轉(zhuǎn)力）大，能帶很重的負荷。

但是由于碳刷和換向片之間存在摩擦，所以直流有刷電機容易產(chǎn)生火花、發(fā)熱、噪音、對外界環(huán)境有電磁干擾，而且效率低、壽命短。因為碳刷屬于損耗品，容易出故障，而且用一段時間需要更換。

直流無刷電機：由于直流無刷電機省去了碳刷，所以噪音小、無需維護、故障率低、使用壽命長，而且運行時間和電壓比較穩(wěn)定，對于無線電的設(shè)備干擾要小。但是它的價格貴！價格貴！價格貴！

暑期沖刺班

電動工具是生活中非常常用的工具，品牌種類非常很多、競爭激烈，大家對價格很敏感。而且電動工具它需要需要帶很重的負荷，必須要很大的啟動轉(zhuǎn)矩，比如手電鉆、沖擊鉆。否則在鉆孔時，電機很容易因為鉆頭卡住而無法運轉(zhuǎn)。

試想一下，有刷直流電機價格低、啟動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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。

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