無刷直流永磁電動機與有刷直流永磁電動機的異同及適用性

典型的內轉子結構的無刷直流永磁電動機（BLDC）與其相對應的傳統(tǒng)有刷直流永磁電動機（PMDC)相比較，由于消除了電/換向器的機械接觸，原先在里面的旋轉電樞變成外面的靜止電樞，原先在外面的靜止永磁體磁極卻變成了里面的旋轉永磁體轉子。        

無刷直流永磁電動機與有刷直流永磁電動機性

能對比分析

無刷直流永磁電動機（以下簡稱BLDC）與有刷直流永磁電動機（以下簡稱PMDC）的一般性比較，主要從換向、維護、機械特性、效率、體積功率等11個方面進行對雙分析。

●換向

BLDC借助轉子位置傳感器實現(xiàn)電子換向；

P

MDC由電刷和換向器進行機械換向。

●維護

BLDC由于沒有電刷和換向器，很少需要維護

PMDC需要周期性維護

●機械（速度/力矩特性

BLDC平（硬），在負載條件下能在所有速度上運行；

PMDC中等平（中等硬），在較高速度上運行時，電刷摩擦增加，有用力矩減小。

●效率

BLDC由于沒有電刷壓降，所以效率高；

PMDC中等。

●輸出功率/外形尺寸之比

BLDC由于電樞繞組設置在與機殼相連的定子上，容易散熱。這種優(yōu)異的熱傳導特性允許減小電動機的尺寸，所以輸出功率外形尺寸之比高；

PMDCM中等/低。電樞產生的熱量消散在氣隙內，這樣增加了氣隙溫度，從而限制了輸出功率外形尺寸之比。

●轉動慣量

BLDC轉動慣量低。因為永磁體設置在轉子上，改善了動態(tài)響應；

PMDCM轉動慣量高，限止了動態(tài)特性。

●速度范圍

BLDC比較寬。沒有電/換向器給于的機械限制；

PMDC比較窄，存在電刷給于的機械限制。

●電氣噪聲

BLDC低；PMDC電刷的電弧將對附近的設備產生電磁干擾。

●制造價格

BLDC比較高，PMDC比較低。

●控制

BLDC控制復雜且價格較貴；PMDC控制簡單和價格適宜。

●控制要求

BLDC：為了使電動機運轉必須要有控制器，但同樣的控制器可用于變速控制；

PMDC：對于一個固定的速度而言，不需要控制器；有變速要求的時候才需要控制器。

●綜合情況對比

當然，在那些短時工作的，或者工作壽命不長的應用場合，甚至在某些宇航技術領域內，沒有控制器的有刷直流永磁電動機，只要借助現(xiàn)代科技和先進制造技術就能夠完善地解決電刷換向器的機械接觸問題，它將具有比無刷直流永磁電動機更高的運行可靠性，而成為用戶優(yōu)先選用的產品。

永磁直流電機故障檢查和分析

直流電動機是將直流電能轉換為機械能的電動機。由于直流電動機具有良好的調速性能，在電力拖動中被廣泛應用，直流電動機的常見故障及其檢查判定方法。

電樞繞組接地故障

電樞繞組接地故障是直流電動機繞組最常見的故障。電樞繞組接地故障一般常發(fā)生在槽口處和槽內底部，對其的判定可采用絕緣電阻表法或校驗燈法。

電樞繞組短路故障

用絕緣電阻表測量電樞繞組對機座的絕緣電阻時，如阻值為零則說明電樞繞組接地；采用毫伏表法進行判定時，若被測換向片與電動機軸之間有一定電壓數(shù)值，則說明該換向片所連接的繞組元件未接地；相反，若讀數(shù)為零，則說明該換向片所連接的繞組元件接地。

電樞繞組短路故障

若電樞繞組嚴重短路，會將電動機燒壞。若只有個別線圈發(fā)生短路時，電動機仍能運轉，只是使換向器表面火花變大，電樞繞組發(fā)熱嚴重，若不及時發(fā)現(xiàn)并加以排除，則最終也將導致電動機燒毀。因此，當電樞繞組出現(xiàn)短路故障時，就必須及時予以排除。

電樞繞組短路故障主要發(fā)生在同槽繞組元件的匝間短路及上下層繞組元件之間的短路，查找短路的常用方法有：

①  路測試器法。將短路測試器接通交流電源后，置于電樞鐵心的某一槽上，將斷鋸條在其他各槽口上面平行移動，當出現(xiàn)較大幅度的振動時，則該槽內的繞組元件存在短路故障。

② 毫伏表法。將6.3V交流電壓（用直流電壓也可以）加在相隔K/2或K/4換向片上（K為換向片數(shù)），用毫伏表的兩支表筆依次接觸到換向器的相鄰兩換向片上，檢測換向器片間電壓。

在檢測過程中，若發(fā)現(xiàn)毫伏表的讀數(shù)突然變小，則說明與該兩換向片相連的電樞繞組元件有匝間短路。若在檢測過程中，各換向片問電壓相等，則說明沒有短路故障。

電樞繞組斷路故障

這也是直流電動機常見故障之一。實踐經驗表明，電樞繞組斷路點一般發(fā)生在繞組元件引出線與換向片的焊接處。造成的原因有：一是焊接質量不好，二是電動機過載、電流過大造成開焊。這種斷路點一般較容易發(fā)現(xiàn)，只要仔細觀察換向器升高片處的焊點情況，再用螺釘旋緊或鑷子撥動各焊接點，即可發(fā)現(xiàn)。

若斷路點發(fā)生在電樞鐵心槽內部，或者不易發(fā)現(xiàn)的部位，則可用毫伏表檢查，將6~12V的直流電源連接到換向器上相距K/2或K/4的兩換向片上，用毫伏表測各相鄰兩換向片間的電壓，并逐步依次進行測量。有斷路的繞組所連接的兩換向片被毫伏表跨接時，有讀數(shù)指示，而且指針發(fā)生劇烈跳動。若毫伏表跨接在完好的繞組所連接的兩換向片上時，指針將無讀數(shù)指示。