在現(xiàn)代生活中，直流電機(jī)無(wú)處不在——從電動(dòng)工具、家用電器到新能源汽車，電機(jī)的效率直接影響到設(shè)備的續(xù)航、性能和電費(fèi)開(kāi)銷。永磁直流電機(jī)主要分為有刷和無(wú)刷兩類，它們?cè)谛噬暇烤褂卸啻蟛顒e？讓我們通過(guò)實(shí)測(cè)來(lái)一探究竟。

　　一分鐘看懂兩者的核心差異

　　有刷電機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)關(guān)鍵部件叫“電刷”，它負(fù)責(zé)通過(guò)接觸方式切換電流方向，使電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種機(jī)械接觸會(huì)帶來(lái)摩擦和電火花。

　　無(wú)刷電機(jī)取消了電刷，采用電子控制器來(lái)精確切換電流方向。它結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，但需要配套電路來(lái)控制。

　　效率對(duì)比的關(guān)鍵在哪里？

　　電機(jī)的效率，簡(jiǎn)單說(shuō)就是“吃進(jìn)去的電能”有多少轉(zhuǎn)化為“有用的機(jī)械能”，其余部分主要變成了熱量。

　　有刷電機(jī)由于存在電刷摩擦和接觸電阻，這部分損耗始終存在。無(wú)刷電機(jī)避免了機(jī)械接觸，其損耗主要來(lái)自更可控的電路損耗和磁損。理論上，無(wú)刷電機(jī)效率更高。

　　我們的實(shí)測(cè)方案

　　為公平對(duì)比，我們選取了功率、尺寸相近的12V永磁有刷電機(jī)和永磁無(wú)刷電機(jī)各一臺(tái)，在相同測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行：

　　1.空載測(cè)試：測(cè)量電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)的電流，反映基本摩擦和磁損。

　　2.負(fù)載測(cè)試：連接測(cè)功機(jī)，在25%、50%、75%、100%額定負(fù)載下，測(cè)量輸入電功率和輸出機(jī)械功率，計(jì)算效率。

　　3.溫升測(cè)試：運(yùn)行30分鐘后，用熱像儀測(cè)量電機(jī)外殼溫度，溫升高低反映內(nèi)部損耗大小。

　　實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)告訴我們什么？

　　1.空載損耗：無(wú)刷電機(jī)空載電流明顯更低，意味著待機(jī)或輕載時(shí)更省電。

　　2.負(fù)載效率峰值：

　　有刷電機(jī)最高效率出現(xiàn)在約75%負(fù)載時(shí)，實(shí)測(cè)為78%。

　　無(wú)刷電機(jī)最高效率出現(xiàn)在約50%負(fù)載時(shí)，實(shí)測(cè)為89%。

　　在全部負(fù)載范圍內(nèi)，無(wú)刷電機(jī)效率曲線更平穩(wěn)，始終高于有刷電機(jī)。

　　3.溫升對(duì)比：相同負(fù)載和運(yùn)行時(shí)間后，有刷電機(jī)外殼溫度高出無(wú)刷電機(jī)約15-20℃，證實(shí)其更多電能轉(zhuǎn)化為了無(wú)用熱量。

　　結(jié)論與選擇建議

　　實(shí)測(cè)證實(shí)，永磁無(wú)刷直流電機(jī)在能效上具有顯著優(yōu)勢(shì)，尤其是輕載和中載時(shí)，優(yōu)勢(shì)更大。這不僅節(jié)省電費(fèi)，也使得設(shè)備續(xù)航更長(zhǎng)、發(fā)熱更少、可靠性更高。

　　如何選擇？

　　·追求高效、長(zhǎng)壽命、低維護(hù)：請(qǐng)選擇無(wú)刷電機(jī)。它已成為電動(dòng)工具、無(wú)人機(jī)、高端風(fēng)扇和新能源汽車的主流選擇。

　　·考慮極低成本、控制簡(jiǎn)單：有刷電機(jī)仍有優(yōu)勢(shì)，適用于一些對(duì)效率和壽命要求不高的簡(jiǎn)易玩具或低端設(shè)備。

　　技術(shù)進(jìn)步正使無(wú)刷電機(jī)的成本不斷降低，能效優(yōu)勢(shì)使其成為未來(lái)更明確的發(fā)展方向。下次購(gòu)買相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，不妨多留意一下電機(jī)類型，這個(gè)小小的選擇可能帶來(lái)不同的使用體驗(yàn)。