1、引言

隨著新型電池與電子控制技術(shù)的提升，無刷直流電機(jī)的設(shè)計制造成本大幅降低，需采用無刷直流電機(jī)的便捷充電式工具得到普及，應(yīng)用更加廣泛。在工業(yè)制造、裝配、維修行業(yè)大量應(yīng)用，特別隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對于家用需求也越來越高，每年的增長率明顯高于其它行業(yè)。

 

2、便捷充電式電動工具電機(jī)應(yīng)用類型

2.1 有刷直流電機(jī)

常規(guī)的有刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子（軸，鐵芯、繞組、換向器、軸承），定子（機(jī)殼、磁石、端蓋等）以及碳刷組件、碳刷臂等零件組成。

工作原理：有刷直流電機(jī)的定子上安裝有固定的主磁極（磁石）和電刷，轉(zhuǎn)子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過碳刷和換向器進(jìn)入電樞繞組，產(chǎn)生電樞電流，電樞電流產(chǎn)生的磁場與主磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動負(fù)載。

缺點(diǎn)：由于碳刷和換向器的存在，有刷電機(jī)的可靠性差，故障多，電流不穩(wěn)定，壽命短，并且換向火花會產(chǎn)生電磁干擾。

 

2.2 無刷直流電機(jī)

常規(guī)的無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)包括電機(jī)轉(zhuǎn)子（軸，鐵芯、磁石、軸承），定子（機(jī)殼、鐵芯、繞組、傳感器、端蓋等）以及控制器等零件組成。

工作原理：無刷直流電機(jī)由電機(jī)主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。工作原理與有刷電機(jī)相同，只是用位置傳感器與控制線路替代傳統(tǒng)的換向器與碳刷，通過傳感信號發(fā)出控制指令完成電流方向的轉(zhuǎn)換以實(shí)現(xiàn)換向工作，保證電機(jī)產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

 

電動工具中的無刷直流電機(jī)剖析

 

3、BLDC電機(jī)應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 BLDC電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

3.1.1結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量可靠：

取消換向器、碳刷、刷臂等零件，無換向器焊接、精車工藝。

 

3.1.2使用壽命長：

采用電子元件替代傳統(tǒng)換向器結(jié)構(gòu)，杜絕電機(jī)因碳刷與換向器換向火花、機(jī)械磨損等造成壽命短的問題，電機(jī)壽命以倍數(shù)提高。

 

3.1.3靜音、效率高：

無碳刷與換向器結(jié)構(gòu)，避免了碳刷與換向器間的換向火花與機(jī)械摩擦，產(chǎn)生噪聲、發(fā)熱，造成電機(jī)能量損耗，降低電機(jī)效率。有刷直流電機(jī)效率在60~70%，而無刷直流電機(jī)效率能做到75~90%

 

3.1.4更廣泛的調(diào)速、控制能力：

采用精密電子元件及傳感器可以精準(zhǔn)控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速、力矩及位置，實(shí)現(xiàn)智能化、多功能化。