無刷直流馬達怎麼轉?沒有碳刷,誰來換方向|電學小知識
小東老師電子學
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無刷直流馬達怎麼轉?沒有碳刷,誰來換方向|電學小知識
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網友敲碗:無刷直流馬達到底是怎麼轉的?跟一般的有刷馬達差在哪?
・有刷馬達:磁鐵固定、線圈在轉;轉半圈就會吸住卡死,要靠換向器+碳刷每半圈把電流反過來
・碳刷的問題:磨損、火花(電感反衝)、干擾噪音、轉子線圈難散熱、轉速受限
・無刷馬達:裡外翻過來 → 磁鐵在轉、線圈固定,用電子開關(電晶體)換向
・三組線圈 U/V/W + 六顆 MOSFET(三相逆變器);六步換相:一組接正、一組接負、一組空著,磁場每步往前跳 60°
・PWM 調平均電壓 → 調轉速
・名字叫直流,線圈裡其實是交流:直流的是電源;「直流變頻」就是這種;高級的用正弦波(FOC 磁場導向控制)
・怎麼知道轉到哪:霍爾感測器(三顆 → 六種狀態)、或無感測器(看空著那一組的反電動勢過零點)
・無感測器停著時看不到 → 啟動先盲推,所以會抖一下;開機嗶嗶聲是電調讓馬達線圈當喇叭
・內轉子 vs 外轉子;14 片磁鐵 = 7 對磁極
・考考你:換相次數、KV 值、兩條線直接接電池會怎樣
金句:無刷馬達就是把有刷馬達裡外翻過來,磁鐵在轉、線圈不動,用電子開關代替碳刷換向。電源是直流,線圈裡卻是交流。
謝謝網友提問!想聽什麼主題,歡迎留言敲碗。
章節
00:00 網友提問:無刷直流馬達
00:41 先看有刷馬達
01:19 換向器和碳刷
01:33 碳刷的四個問題
02:27 裡外翻過來 = 無刷
02:57 三組線圈 + 六顆 MOSFET
03:16 六步換相
03:58 PWM 調轉速
04:07 叫直流,線圈裡卻是交流
04:48 怎麼知道轉到哪:霍爾感測器
05:22 無感測器:反電動勢
05:44 啟動會抖、嗶嗶叫
06:08 內轉子 vs 外轉子
06:30 磁極對數
06:47 有刷 vs 無刷
07:20 考考你
08:39 記一個畫面:驢子追紅蘿蔔
08:52 總結
素材來源(感謝!):
・有刷直流馬達:換向器和碳刷|Christian Kral|CC BY 4.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・磨短的碳刷(左)和新的碳刷(右)|Kakoula10|CC BY-SA 4.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・換向器上的火花|Malenki|CC BY-SA 3.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・小馬達的碳刷火花|MichaelFrey|CC BY-SA 4.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・電腦風扇拆開:線圈固定在中間|Xmastree~commonswiki|Public domain|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・軟碟機主軸馬達:磁鐵在外殼,線圈在裡面|Sebastian Koppehel|CC BY 3.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・三顆黑色小元件=霍爾感測器;拉出 8 條線|Medvedev|CC BY-SA 3.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・太陽能車馬達定子:三種顏色就是三相線圈|division, CSIRO|CC BY 3.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・無人機四合一電調:一排排的 MOSFET|TruenoCity|CC BY 4.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・模型用電子調速器(電調)|Avsar Aras|CC BY-SA 3.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・外轉子無刷馬達:整個外殼一起轉|1sfoerster|CC BY-SA 3.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・電動滑板車的輪轂馬達|Andrez1|CC BY-SA 4.0|https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
・實拍影片:Pexels(drone、PC fan、HDD、ceiling fan、scooter)
旁白:小東老師聲音模型(AI 合成)
#電子學 #電學小知識 #網友敲碗 #無刷馬達