无刷电机的优势及选型要点解析

【导读】无刷电机是指无需通过刷子来实现转子通电的电动机，在转子表面采用永磁体或电磁铁，在定子上采用电极，通过激磁方式来让电机正常工作。相较于传统的有刷电机，在结构上有很大的不同。

一、无刷电机的优势

1. 高效率：无刷电机的转子表面使用的是永磁体，通过内部电路器件进行电子控制和激励，可以大幅提高电机效率，相较于有刷电机具有更高的效率，能够更好地降低能源的浪费。

2. 长寿命：由于无刷电机的转子没有刷子摩擦，不存在刷子磨损的问题，可以减少机械摩擦、电火花等对电机的损耗和寿命，因此相比有刷电机具有更长的使用寿命。

3. 低噪音：无刷电机转动时不需要传统有刷电机的旋转刷子，因此可以消除机械碰撞和磨损，可以减少电机本身的噪音和振动，运行更加平稳。

4. 少维护：由于刷子在传统有刷电机中存在磨损等问题，需要定期更换，而无刷电机不需要更换刷子，因此具有更低的维护成本。

二、无刷电机选型要点

‌无刷电机选型的要点主要包括最大扭矩、平方模扭矩、转速的考虑，以及规格、功率和类型的选择。‌

1. 最大扭矩和平方模扭矩‌：这两个参数直接关系到电机的输出能力和实际应用需求。最大扭矩考虑了负载扭矩、转动惯量和摩擦力等因素，而平方模扭矩可以近似看作是实际应用中需要的持续输出扭矩，由多种因素决定。这些参数的选择直接影响到电机的性能和适用范围‌。

2. 转速‌：根据应用需求的转速来确定电机的转速需求，通常计算时要留有10%的余量。电机的转速梯形曲线是一个重要的参考依据‌。

3. 规格选择‌：在电源电压可调的场合，应选择转矩、转速与产品相应的额定值接近的直流无刷电机规格，通过改变电压得到所需转速。在电源电压固定的场合，如果没有适当无刷直流电机可供选用时，可先按转矩选择适当规格，而产品的电压与转速之间可作适当调整‌。

4. 功率选择‌：电机输出的最大功率是有限度的。如果无刷电机的功率选择过小，负载超过了额定输出功率就会发生电机过载，导致电机发热、振动、转速下降、声音异常等现象。功率过大则会造成经济浪费。因此，合理选择电机的功率是很重要的‌。

5. 类型选择‌：优先选用效率高、价格便宜、温升低的铁氧体永磁直流电机。只有在性能要求严格、体积小、环境温度较高的情况下才考虑选用铝镍钴永磁直流电机或稀土永磁直流电机‌。

综上所述，无刷电机的选型需要综合考虑最大扭矩、平方模扭矩、转速以及规格、功率和类型的选择，以确保电机能够满足特定的应用需求并保持良好的性能表现。

三、无刷电机的应用

1. 电动工具：由于无刷电机具有更高效率、更长寿命、更低噪音等优势，已成为电动工具的首选电机。采用无刷电机的电动工具具有更长的使用寿命、更高的功率、更低的噪音和振动，使用起来更加舒适和安全。

2. 无人机：无刷电机在无人机领域也受到广泛应用，由于无刷电机能够提供更高的能量密度、更低的体积和重量，使得无人机在航程和续航时间上得到了极大的提升，并且在低噪音和稳定性方面也具有极大的优势。

3. 电动汽车：无刷电机的高效率和节能性，使得无刷电机成为电动汽车的核心部件之一。采用无刷电机的电动车辆，在续航、运行成本等方面具有很大的竞争优势。

随着无刷电机技术的不断创新，无刷电机已经成为许多领域中的核心部件之一，具有更高的效率、更长的寿命、更低的噪音和更少的维护等优势，未来无刷电机的应用前景将更加广阔。

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