1、引言

隨著新型電池與電子控制技術的提升，無刷直流電機的設計制造成本大幅降低，需采用無刷直流電機的便捷充電式工具得到普及，應用更加廣泛。在工業(yè)制造、裝配、維修行業(yè)大量應用，特別隨著經(jīng)濟發(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應用類型

2.1 有刷直流電機

常規(guī)的有刷直流電機結構包括轉子（軸，鐵芯、繞組、換向器、軸承），定子（機殼、磁石、端蓋等）以及碳刷組件、碳刷臂等零件組成。

工作原理：有刷直流電機的定子上安裝有固定的主磁極（磁石）和電刷，轉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)生電磁轉矩，使電機旋轉帶動負載。

缺點：由于碳刷和換向器的存在，有刷電機的可靠性差，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

常規(guī)的無刷直流電機結構包括電機轉子（軸，鐵芯、磁石、軸承），定子（機殼、鐵芯、繞組、傳感器、端蓋等）以及控制器等零件組成。

工作原理：無刷直流電機由電機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。工作原理與有刷電機相同，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換以實現(xiàn)換向工作，保證電機產(chǎn)生恒定的電磁轉矩與轉向，使電機旋轉。

 

電動工具中的無刷直流電機剖析

 

3、BLDC電機應用的優(yōu)缺點

3.1 BLDC電機的優(yōu)點：

3.1.1結構簡單，質量可靠：

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)換向器結構，杜絕電機因碳刷與換向器換向火花、機械磨損等造成壽命短的問題，電機壽命以倍數(shù)提高。

 

3.1.3靜音、效率高：

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

 

3.1.4更廣泛的調速、控制能力：

采用精密電子元件及傳感器可以精準控制電機輸出轉速、力矩及位置，實現(xiàn)智能化、多功能化。