無刷電機基礎知識
一、目錄簡介
1、有刷電機基礎
2、無刷電機基礎
3、無刷電機結構
4、直流無刷電機工作原理
5、常見生活實例
一、有刷電機基礎
根據電機結構和工作原理，可分為有刷電機、內轉子無刷電機和外轉子無刷電機；
有刷電機：直流電機/碳刷電機;
電機工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的;
優點：造價相對較低、扭力高、結構簡單、易維護；
缺點：1、機械換向產生火花引起換向器和電刷摩擦、電磁幹擾、噪聲大、壽命短;
2、結構複雜、可靠性差、故障多，需要經常維護。3、由於換向器存在，限制了轉子慣量的進一步下降，影響了動態性能。所以在模界主要應用於速度較慢和對震動不敏感的車模、船模上面，航模很少採用有刷電機;
二、無刷電機基礎
無刷電機：不使用機械的電刷裝置，採用方波自控式永磁同步電機，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉子的永磁材料，性能上相較一般的傳統直流電機有很大優勢。
優點：具有高效率、低能耗、低噪音、超長壽命、高可靠性、可伺服控制、無級變頻調速等優點；
缺點：比有刷的貴、不好維護；
1、單個無刷電機不是一套完整動力系統，無刷基本必須通過無刷控制器也就是電調的控制才能實現連續不斷的運轉;
2、普通的碳刷電機旋轉的是繞組，而無刷電機不論是外轉子結構還是內轉子結構旋轉的都是磁鐵。所以任何一個電機都是由定子和轉子共同構成的;
無刷電機的定子是產生旋轉磁場的部分，能夠支撐轉子進行旋轉，主要由矽鋼片、漆包線、軸承、支撐件構成；
3、而轉子則是黏貼釹鐵硼磁鐵，在定子旋轉磁場的作用進行旋轉的部件，主要由轉軸、磁鐵、支持件構成。除此之外，定子與轉子組成的磁極對數還影響著電機的轉速與扭力;
三、無刷電機結構
1、無刷電機的前蓋、中殼、後蓋主要是整體結構件，起到構建電機整體結構的作用；
2、外轉子無刷電機的外殼同時也是磁鐵的磁路通路，所以外殼必須是導磁性的物質構成；
3、內轉子的外殼只是結構件,所以不限定材質。
4、但內轉子電機比外轉子電機多一個轉子鐵芯，這個轉子鐵芯的作用同樣也是起到磁路通路的作用。
5、磁鐵：是安裝在轉子上，是無刷電機的重要組成部分，無刷電機的絕大部分性能參數都與磁鐵相關，包括功率、轉速、扭矩等。
6、矽鋼片：是有槽無刷電機的重要組成部分，無槽無刷電機是沒有矽鋼片的，但是目前絕大多數的無刷電機都是有槽的。它在整個系統中的作用主要是降低磁阻、參與磁路運轉。
7、轉軸：是電機轉子的直接受力部分，轉軸的硬度必須能滿足轉子高速旋轉的要求。
8、軸承：是電機運轉順暢的保證，軸承可以分為滑動軸承和滾動軸承，而滾動軸承又可以細分為深溝球軸承、滾針軸承和角接觸軸承等十大類，而目前大多數的無刷電機都是採用深溝球軸承。
四、直流無刷電機工作原理
1、直流無刷電機動力系統由轉子、定子和位置傳感器三部分等組成。
2、位置傳感按轉子位置的變化，沿著一定次序對定子繞組的電流進行換流(即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置，並在確定的位置處產生位置傳感信號，經信號轉換電路處理後去控制功率開關電路，按一定的邏輯關係進行繞組電流切換)。
3、定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關電路提供。
4、位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型
A、採用磁敏式位置傳感器的直流無刷電動機，其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極體、磁敏詁極管、磁敏電阻器或專用集成電路等)裝在定子組件上，用來檢測永磁體、轉子旋轉時產生的磁場變化。
B、採用光電式位置傳感器的直流無刷電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉子上裝有遮光板，光源為發光二極體或小燈泡。轉子旋轉時，由於遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈衝信號。
C、採用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，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、LC諧振電路等)，當永磁體轉子位置發生變化時，電磁效應將使電磁傳感器產生高頻調製信號(其幅值隨轉子位置而變化)。
5、直流無刷電機就是依靠改變輸入到無刷電機定子線圈上的電流波交變頻率和波形，在繞組線圈周圍形成一個繞電機幾何軸心全轉的磁場，這個磁場驅動轉子上的永磁磁鋼轉動，電機就轉起來了，電機的性能和磁鋼數量、磁鋼磁通強度、電機輸入電壓大小等因素有關，更與無刷電機的控制性能有很大關係，因為輸入的是直流電，電流需要電子調速器將其變成3相交流電，還需要從遙控器接收機那裡接收控制信號，控制電機的轉速，以滿足模型使用需要。
6、總的來說，無刷電機的結構是比較簡單的，真正決定其使用性能的還是無刷電子調速器（也就是電調），好的電調需要有單片機控制程序設計、電路設計、複雜加工工藝等過程的總體控制，所以一般來說價格要比無刷電機高出很多;
五、常見生活實例
把電機的三相線合在一起，用手去轉動電機會發現阻力非常大，這就是因為在轉動電機過程中產生了感生電動勢，從而產生電流，磁場中電流流過導體又會產生和轉動方向相反的力，大家就會感覺轉動有很大的阻力。