基本的电机是“ DC 电机（有刷电机）”。在磁场中放置线圈，通过流 动的电 流，线圈会被一侧的磁极排斥，同时被另一侧磁极所吸引，在这种作 用下不断旋转。在 旋转过程中令通向线圈中的电流反向流动，使其持续旋转。 电机中有个叫换向器的部 分是靠电刷供电的，电刷的位置在转向器 上方，随着旋转不断移动。通过改变电 刷的位置，可使电流方向发生变化。 换向器和电刷是 DC 电机的旋转所不可或缺的结构 （图一）。 转子(rotor) 换向器 5 定子 ^stator) 电刷 图一：DC 电机（有刷电机）意图。 换向器切换线圈中电流的流向，反转磁极的方向，使其始终向右旋转。 电刷向与轴一 同旋转的换向器供电。 活跃于多个领域的电机 我们按电源种类和转动原理对电机进行了分类（图 2）。让我们来简单看 看各类电机 的特点和用途吧。 OC 电机 有刷 DG 电机 无刷 DG 电机（BLDC） 步进电机（STP） AC 电机 感应电机伸 1） 永穗电机（PM） 图 2 :电机的主要类型 构造简单而又容易操控的 DC 电机（有刷电机）通常被用在家电产品的“光 盘托盘的开 闭”等用途上。两相步进电机或用在汽车的“电动后视镜的开闭、方向控制”等 用途上。虽然它既廉价又 能用在多个领域上，但它也有缺陷。由于换向器会和 电刷接触，它的寿命很短，必须定期更换电刷或保修。 步进电机会随着向其发出的电脉冲数旋转。它的运动量取决于向其发出的 电脉冲数， 因此适用于位置调整。在家庭中通常被用于“传真机和打印机的送 纸”等。由于传真机的 送纸步骤取决于规格（刻纹、细致度），因此随着电脉 冲数旋转的步进电机非常便于使 用。很容易解决信号一旦停止机器就会暂时停 止的问题。 旋转数随电源频率变化的同步电机被用于“微波炉的旋转桌”等用途上。 电机组里有 齿轮减速器，可以得到适合加热食品的旋转数。感应电机也受电源 频率的影响，但频率和 旋转数不一致。两相步进电机以前这类 AC 电机被用在风扇或洗衣机上。 由此可见，各式各样的电机活 跃于多个领域。其中， BLDCt 机（无刷电机）具 有怎样的特点才会用途如此之广呢？ BLDC 电机是如何旋转的？ BLDG 电机中的“ BL”意为“无刷”，就是 DC 电机（有刷电机）中的“电 刷”没有 了。电刷在 DC 电机（有刷电机）里扮演的角色是通过换向器向转子里 的线圈通电。那么没 有电刷的 BLDC 电机是如何向转子里的线圈通电的呢？原来 BLDC 电动机电机采用永磁体来 做转子，转子里是没有线圈的。由于转子里没有 线圈，所以不需要用于通电的换向器和电 刷。取而代之的是作为定子的线）。 DC 电机（有刷电机）中被固定的永磁体所制造出的磁场是不会动的，通过 控制线圈（转 子）在其内部产生的磁场来旋转。要通过改变电压来改变旋转数。 BLDCt 机的转子是永磁 体，通过改变周围的线圈所产生的磁场的方向使转子旋 转。通过控制通向线圈的电流方向 和大小来控制转子的旋转。 转子 [roTo r 定子 3 (stato r) （stator） I 图 3: BLDC 电机示意图。 BLDC 电机将永磁体作为转子。由于无需向转子通电，因此不需要电刷和 换向器。从 外部对通向线圈的电进行控制。 BLDC 电机的优点 BLDC 电机的定子上有三个线圈，每个线圈有两根电线，电机中共有六根引 出线。实际上，由于是内部接线，通常只需要三根线，但还是比先前所说的 DC 电机（有刷电机）要多出一根。纯靠连接电池的正负极是不会动的。至于如何 运行 BLDC 电机将在本系列的第二回中进行说明。此次我们要关注的是 BLDC 电 机的优点。 BLDC 电机的个特点是“高效率”。可以控制它的回旋力（扭矩）始 终保持 值。DC 电机（有刷电机）的话，旋转过程中扭矩只能保持一个瞬 间，无法始终保持 大值。若 DC 电机（有刷电机）想要得到和 BLDC 电机一样 大的扭矩，只能加大它的磁 铁。两相步进电机这就是为什么小型 BLDC 电机也能发出强大力量 的原因。 第二个特点是“良好的控制性”，与个有所关联。 BLDC 电机可以丝毫 不差的得到你所想要的扭矩、旋转数等。 BLDC 电机可以地反馈目标旋转数、 扭矩等。通过的控制可以抑制电机的发热和电力的消耗。若是电池驱动， 则能通过周 密的控制，延长驱动时间。 除此之外还有耐用，电气噪音小等特点。上述两点是无电刷所带来的优势。 而 DC 电 机（有刷电机）由于电刷和换向器之间的接触，长时间使用会有损耗。 接触的部分还会产 生火花。尤其是换向器的缝隙碰到电刷时会出现巨大的火花 和噪音。若不希望使用过程中 产生噪音，会考虑采用 BLDC 电机。 BLDC 电机适用于这些方面 高效率、多样操控、寿命长的 BLDC 电机一般会用在哪些地方呢？往往被 用于能够 发挥其高效率、寿命长的特点，被连续使用的产品中。例如：家电。 人们很早就开始使用 洗衣机和空调了。近电风扇中也开始采用 BLDC 电机，并 成功促使消耗电力大幅度下降。正是因为效率高才让消耗电力下降的。 吸尘机中也采用了 BLDC 电机。在某个事例中，通过变更控制系统，实现了 旋转数的 大幅度上升。这个事例体现了 BLDC 电机的良好控制性。 作为重要存储介质的硬盘，其旋转部分也采用了 BLDC 电机。由于它是需要 长时间运转的电机，因此耐用性很重要。当然，它还有极力抑制电力消耗的用 途。这里的 高效率也和电力的低消耗有关。 BLDC 电机的用途还有很多 BLDCt 机有望被应用在更广泛的领域中。BLDC 电机将会在小型机器人，尤 其是在制造 以外的领域提供服务的“服务机器人”中得到广泛应用。“定位对 于机器人很重要，不是 应该使用随电脉冲数运行的步进电机吗？ ”或许会有人 这么想。但是在力量控制方面， BLDCt 机更合适。另外
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