[科普中国]-无刷马达

无刷马达是一种在现代来说很典型的电一体化产品，相对于传统的刷式马达，无刷马达具有低噪音、高能量效率和耐用性等优点。

无刷马达一般是以自控式运行的，所以一般情况下它不需要像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上面重新把绕组启动，这也就意味着它也不可能会在该负载突变时产生震荡以及失步，这也就是它的出色之处，同时也是被广大人民群众使用的重要原因。

结构无刷马达包括：沿着中心轴线旋转的轴；转子部，包括具有固定于轴的具有大致筒形形状的转子保持件，和固定于转子保持件的筒形部的内周表面的转子磁体；定子部，包括沿径向与转子磁体相对布置的定子，和固定于定子的内周表面用于可旋转的支撑轴的轴承部1。

工作原理无刷马达在构造上是用永久磁铁作为转子， 并且用霍尔效应感应电动机转子的位置， 当转子之相位为时令定子激磁，如此可以达到最高的运转效，用这样的原理也可以使用在四程机车引擎点火正时上2。

霍尔电压与磁通密度( 磁场强度) 及霍尔电流成正比， 因此当转子之磁轴与霍尔元件同轴时，磁通较小，为维持固定的霍尔电压必须增大霍尔电流，如此能确的算出定子的激磁顺序与时间。霍尔元件与直流马达，当转子磁轴与霍尔元件同轴时，霍尔元件与S极距离最短，因此磁通密度最高，此时造成霍尔元件 A 端子电压较大，使得电晶体Q1导通，则线圈 L1 内有 i1电流流通，因此线圈L1呈激磁态，依据右手定则得知线圈L1右侧为S极，故转子反转。当转子S极远离霍尔元件时造成磁通密度下降， 因此A、B端再产生霍尔电压电晶体Q1、Q2 呈OFF态，转子因受惯性作用继续反向旋转。当转子N极转至霍尔元件时，造成霍尔元件B端子电压较大，使得电晶体Q2导通，则线圈L2内有i2电流流通，因此线圈L2呈激磁态，转子再受磁作用反转，依照如此程序转子持续转动。

当控制要求高时，可以增加场绕组线圈数目与霍尔元件数目， 因此工业上常使用的四相、五相无刷马达，即是指此类运用霍尔元件制成的无刷直流伺服马达。

控制器无刷马达控制器包含：

适于连接至外部无刷马达的一个或多个转子位置检测器的微控制器；以及

适于连接至外部无刷马达的多个绕组的多个马达驱动电路。上述微控制器连接至多个马达驱动电路3。

意义电动机构造中环由于是采用接触式通电的方式，所以也称作电刷。在直流马达中常以石墨作为电刷的材质，电刷长期与电动机的转子摩擦会造成相当程度的噪音，同时也会因磨耗而需要考虑维修的问题。在交流电动机中电刷则采用属材制作， 在长期磨耗下会造成间隙( Gap) ， 容在运转时发出火花，此类的问题对电动机的可靠与安全性有相当程的影响。无刷马达就是在这样的需求下产生2。

无刷马达和有刷马达的区别有刷马达工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随马达转动的换相器和电刷来完成的。从名字上可以看出有刷马达有碳刷，无刷马达没有碳刷。

无刷直流马达由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流马达是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步马达那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。

在实际生产过程中，由于有刷有齿直流马达是高速马达，齿轮的齿很小，易磨损，但力量大，爬坡能力强。而无刷直流马达，在使用过程中省去了二、三年换碳刷的麻烦。但由于在控制无刷马达的过程，要求精度极高。相比之下有刷无齿的直流马达，虽然要更换碳刷，但更换碳刷是十分容易的，而且马达的控制较为简单，马达运转平稳，安全系数高。

有刷马达是指马达是直流电输入，控制它的控制器只给它提供大小电流就可以调速了；而无刷马达其实就是个三相交流马达，靠控制器把直流电转换成三相交流电，并根据马达里的传感器霍尔元件进行换相使马达正常运转。直接来说，无刷马达比有刷马达寿命长，但是控制器却比有刷控制器成本高。

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学