機(jī)器人空心杯電機(jī)既有有刷類(lèi)型也有無(wú)刷類(lèi)型。?

空心杯電機(jī)作為直流永磁的伺服、控制電動(dòng)機(jī)，其特點(diǎn)在于采用了無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，這使得空心杯電機(jī)在節(jié)能、控制特性和運(yùn)行穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出色。空心杯電機(jī)在工程技術(shù)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，并且根據(jù)設(shè)計(jì)不同，可以分為有刷和無(wú)刷兩種類(lèi)型。

一、機(jī)器人有刷空心杯電機(jī)

1、機(jī)器人有刷空心杯電機(jī)介紹

有刷空心杯電機(jī)主要零件包括帶有換向器的空心杯線圈、永磁體、換向刷和換向刷支架，其中換向器使用機(jī)械電刷，永磁體為定子，空心杯線圈為轉(zhuǎn)子。

有刷空心杯電機(jī)的轉(zhuǎn)子無(wú)鐵芯，通過(guò)線杯加換向器作為電機(jī)的轉(zhuǎn)子。由于存在電刷和換向器，有刷空心杯電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦和磨損，但成本相對(duì)較低，適用于一些對(duì)成本敏感且對(duì)性能要求不是特別高的場(chǎng)合。

2、機(jī)器人有刷空心杯電機(jī)特點(diǎn)

（1）節(jié)能：無(wú)鐵芯設(shè)計(jì)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，能量轉(zhuǎn)換效率高，最大效率一般在80%以上，部分產(chǎn)品達(dá)到90%以上（傳統(tǒng)的鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在70%）；

（2）控制特性：線圈作為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動(dòng)懦量小，好控制，起動(dòng)、制動(dòng)迅速，響應(yīng)極快，機(jī)械時(shí)間常數(shù)小于28毫秒，部分產(chǎn)品可以達(dá)到10毫秒以?xún)?nèi)（鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在 100 毫秒以上）；在推薦運(yùn)行區(qū)域內(nèi)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以方便地對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行靈敏的調(diào)節(jié)；

（3）拖動(dòng)特性：運(yùn)行穩(wěn)定性十分可靠，轉(zhuǎn)速的波動(dòng)很小，作為微型電動(dòng)機(jī)其轉(zhuǎn)速波動(dòng)能夠容易的控制在2%以?xún)?nèi)；

（4）輕量化：與同等功率的鐵芯電動(dòng)機(jī)相比，其重量、體積減輕1/3-1/2；

（5）功率較小：因?yàn)闆](méi)有鐵芯，轉(zhuǎn)子的線圈只能做的很薄，否則會(huì)損失磁通，所以空心杯電機(jī)功率一般做不大，最大幾百瓦。

二、機(jī)器人無(wú)刷空心杯電機(jī)

無(wú)刷空心杯電機(jī)與有刷電機(jī)不同。

1、機(jī)器人無(wú)刷空心杯電機(jī)介紹

無(wú)刷空心杯電機(jī)主要零件包括空心杯線圈、永磁體轉(zhuǎn)子和霍爾傳感器PCB。其中，換向器采用霍爾傳感器探測(cè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)信號(hào),將機(jī)械換向變成電子信號(hào)換向，進(jìn)一步簡(jiǎn)化空心杯電機(jī)物理結(jié)構(gòu)，從而消除了機(jī)械磨損和電磁干擾，提高了電機(jī)的可靠性和使用壽命。無(wú)刷空心杯電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，定子為空心杯線圈。

2、機(jī)器人無(wú)刷空心杯電機(jī)優(yōu)點(diǎn)

相比于有刷空心杯電機(jī)，無(wú)刷空心杯電機(jī)性能更好，具備轉(zhuǎn)速上限更高、重量更小、功率體積比更大的優(yōu)點(diǎn)，但是價(jià)格偏高。

（1）轉(zhuǎn)速上限更高：無(wú)刷空心杯電機(jī)空載轉(zhuǎn)速上限約為15000rpm左右，大于有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)速的11000rpm左右；

（2）重量較小、轉(zhuǎn)子慣量更小：無(wú)刷空心杯電機(jī)重量較小，因此轉(zhuǎn)子慣量?jī)H為0.30g·cm2，小于有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)速的1.14g·cm2。

（3）體積小、功率體積比更大：在相近功率的條件下，無(wú)刷空心杯電機(jī)體積明顯小于有刷空心杯電機(jī)，因此前者功率體積比更大；

（4）價(jià)格偏高：無(wú)刷空心杯電機(jī)需要使用更復(fù)雜的電子元器件和高品質(zhì)的磁性材料，制造工藝更為精細(xì)，因此無(wú)刷空心杯電機(jī)價(jià)格一般高于同規(guī)格的有刷空心杯電機(jī)。

在選擇空心杯電機(jī)時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求來(lái)決定使用有刷還是無(wú)刷類(lèi)型。例如，在需要高速旋轉(zhuǎn)、高精度控制或長(zhǎng)壽命運(yùn)行的場(chǎng)合，無(wú)刷空心杯電機(jī)可能更為合適；而在一些對(duì)成本敏感、對(duì)性能要求不是特別高的場(chǎng)合，有刷空心杯電機(jī)則可能是一個(gè)更具性?xún)r(jià)比的選擇。?

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