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利用有刷直流电机来完成一个项您需要一个小型(电机)来完成一个项目,并且您会本能地查看各种标准无刷直流((BLDC))电机这样做有多种原因它们可以直接使用当今的控制器IC或嵌入式固件来驱动;您可以轻松地将所选电机与处理器和电机极之间的必要(MOSFET)驱动器相匹配;由于没有滑动接触电刷,它们可靠且产生最小的EMIo但是等等……BLDC电机供应商网站还提供有刷直流((BDC))电机,这些电机已经〃永远存在〃为什么有人会选择一个有刷子或接触手指的问题以及难以严格控制其性能的有刷电机,除了它们的成本较低或用于遗留应用程序?这没有任何意义至少我是这么想的直到我在MedicalDesignBriefs上看到一篇关于精密便携式输液泵电机选择的文章,〃每一滴都很重要设计电机以优化家用和流动输液泵」这种线性蠕动泵机制是一种先进的应用其中低成本当然不是选择过程的主要标准(尽管它是其中之一,当然)这篇文章清楚地说明了无芯有刷直流电机与BLDC(以及(步进电机),一种BLDC变体)在效率、紧凑性、寿命、噪音水平和可靠性方面的相对优势它包括对电机设计和尺寸的分析,并非常清楚为什么古老的有刷电机(尽管采用更现代的〃无芯〃配置)是这里的最佳选择BLDC和BDC安排有什么区别?简而言之,(无刷电机)有一组电磁线圈(磁极)固定在外壳内部的适当位置,高强度永磁体附在旋转轴(转子)上,图1(右)由于控制(电子)设备(电子换向-EC)按顺序为磁极供电,转子周围的磁场旋转,因此吸弓1/排斥转子,转子被迫跟随磁场驱动磁极的(电流)可能是方波,效率低下并且会引起(振动),因此大多数设计都使用斜坡波形,其形状针对所需的电效率和运动精度组合进行了定制此外,控制器可以微调激励波形,以实现快速而平稳的启动和停止而不会出现过冲,以及对机械负载瞬态的清晰响应简而言之,有什么不喜欢的?图1:有刷直流电机使用机械(触点)实现磁场的换向和交变(左),而无刷直流电机设计使用电子换向,没有易磨损或产生EMI的动触点(右)相比之下,有刷直流电机使用机械换向来切换转子(也称为电枢)与定子(定子的磁场由永磁体或电磁线圈产生的磁场)的极性,图1(左)电枢上没有永磁体,而是有电流通过的线圈绕组是转子线圈和定子之间磁场的相互作用和不断反转,从而引起旋转运动使磁场反转的换向作用是通过物理接触(称为电刷)来实现,这些接触会接触电枢线圈并因此为电枢线圈供电有刷电机的尺寸从微型电机提供儿英寸盎司的扭矩到数百马力,并已成功使用了100多年,并且在许多安装中运行良好主要缺点是换向触点一一在大型电机中使用石墨实现一一会磨损,同时还会产生导电灰尘;当触点接通和断开时,还会产生火花和EML较小的有刷电机使用具有类似问题的金属板簧,但规模要小得多大多数新设计选择BDLC电机,因为与有刷电机相比,它具有良好的优点和较少的缺点您可以选择不同的电压、电流、扭矩和其他额定值,以及(软件)或固件中的(硬件)驱动程序和控制算法许多还提供了GUI可以轻松设置所需的性能属性(速度、加速/减速曲线和响应能力)相比之下,有刷电机更难以精确控制,并且这样做的算法只能在更有限的范围内做到这一点一些有刷设计添加了旋转位置反馈(传感器)((光学)、霍尔效应、(电容)或磁性),这可以提高性能,但会增加BOM成本,存在机械安装问题,并增加控制复杂性(公平地说,虽然许多BLDC安装不需要这样的反馈传感器,但有时会在其中添加它以实现闭环反馈并提高性能)尽管有明显的缺点,有刷电机仍然具有广泛的应用,超出了引用的高度专业化的泵示例或低成本玩具尽管电气和机械条件恶劣,但它在汽车等大众市场用途中得到了非常广泛的应用IC供应商提供有刷(电机驱动器)系列,例如(德州仪器)((TD)的DRV887X系列他们的基本DRV8870驱动器(图2)包括使用脉宽调制(PWM)控制为线圈通电以提高性能的规定;该系列中的其他IC添加了故障报告和电流感应等功能图2a)德州仪器(Tl)DRB8870的系统级视图显示了它如何用作改进的有刷电机驱动器IC;b)它为更有效、更可控的电机操作而集成的附加(电路)的详细信息教训是,与普遍的传统工程智慧〃相反,有刷电机和无刷电机之间的选择很简单无论是否与电机相关,尽职尽责的工程师都会对项目优先级及其相对权重进行排序,然后在确定在特定情况下哪个是最好的之前,公平地查看各种替代方案。