實際上兩種伺服電機的控制都是調(diào)壓伺服,只是由于無刷直流采用了電子換向,所以要有數(shù)字控制才可以實現(xiàn)了,而有刷直流是通過碳刷換向的,利用可控硅等傳統(tǒng)模擬電路都可以控制,比較簡單。
1、有刷電機(有刷馬達)調(diào)速過程是調(diào)整馬達供電電源電壓的高低。調(diào)整后的電壓電流通過整流子及電刷地轉(zhuǎn)換,改變電極產(chǎn)生的磁場強弱,達到改變轉(zhuǎn)速的目的。這一過程被稱之為變壓調(diào)速。
2、無刷電機(無刷馬達)調(diào)速過程是馬達的供電電源的電壓不變,改變電調(diào)的控制信號,通過微處理器再改變大功率MOS管的開關速率,來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。一過程被稱之為變頻調(diào)速。
有刷對案件和無刷電機性能差異
一個介紹視頻關于有刷電機與無刷電機的對比,如下圖所示,很完整。
1、有刷電機結(jié)構簡單、開發(fā)時間久、技術成熟
早在十九紀誕生電機的時候,產(chǎn)生的實用性電機就是無刷形式,即交流鼠籠式異步電動機,這種電動機在交流電產(chǎn)生以后得到了廣泛的應用。但是,異步電動機有許多無法克服的缺陷,以致電機技術發(fā)展緩慢。尤其是直流無刷電機一直無法投入商業(yè)運營,伴隨著電子技術的日新月異,直至近幾年才慢慢投入商業(yè)運營,就其實質(zhì)來說依然屬于交流電機范疇。
無刷電機誕生不久,人們就發(fā)明了直流有刷電機。由于直流有刷電機機構簡單,生產(chǎn)加工容易,維修方便,容易控制;直流電機還具有響應快速、較大的起動轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能,所以一經(jīng)問世就得到了廣泛應用。
2、直流有刷電機響應速度快,起動扭矩大
直流有刷電機起動響應速度快,起動扭矩大,變速平穩(wěn),速度從零到最大幾乎感覺不到振動,起動時可帶動更大的負荷。無刷電機起動電阻大,所以功率因素小,起動扭矩相對較小,起動時有嗡嗡聲,并伴隨著強烈震動,起動時帶動負荷較小。
3、直流有刷電機運行平穩(wěn),起、制動效果好
有刷電機是通過調(diào)壓調(diào)速,所以起動和制動平穩(wěn),恒速運行時也平穩(wěn)。無刷電機通常是數(shù)字變頻控制,先將交流變成直流,直流再變成交流,通過頻率變化控制轉(zhuǎn)速,所以無刷電機在起動和制動時運行不平穩(wěn),振動大,只有在速度恒定時才會平穩(wěn)。
4、直流有刷電機控制精度高
直流有刷電機通常和減速箱、譯碼器一起使用,使的電機的輸出功率更大,控制精度更高,控制精度可以達到0.01毫米,幾乎可以讓運動部件停在任何想要的地方。所有精密機床都是采用直流電機控制精度。無刷電機由于在啟動和制動時不平穩(wěn),所以運動部件每次都會停到不同的位置上,必須通過定位銷或限位器才可以停在想要的位置上。
5、直流有刷電機使用成本低,維修方便。 由于直流有刷電機結(jié)構簡單,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)廠家多,技術比較成熟,所以應用也比較廣泛,比如工廠、加工機床、精密儀器等,如果電機故障,只需更換碳刷即可,每個碳刷只需要幾元,非常便宜。無刷電機技術不成熟,價格較高,應用范圍有限,主要應在恒速設備上,比如變頻空調(diào)、冰箱等,無刷電機損壞只能更換。
6、無電刷、低干擾
無刷電機去除了電刷,最直接的變化就是沒有了有刷電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花,這樣就極大減少了電火花對遙控無線電設備的干擾。
7、噪音低,運轉(zhuǎn)順暢
無刷電機沒有了電刷,運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小,運行順暢,噪音會低許多,這個優(yōu)點對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。
8、壽命長,低維護成本
無刷電機的磨損主要是在軸承上了,從機械角度看,無刷電機幾乎是一種免維護的電動機了,必要的時候,只需做一些除塵維護即可。
有刷電機與無刷電機的對比