在現代生活中,直流電機無處不在——從電動工具、家用電器到新能源汽車,電機的效率直接影響到設備的續航、性能和電費開銷。永磁直流電機主要分為有刷和無刷兩類,它們在效率上究竟有多大差別?讓我們通過實測來一探究竟。
一分鐘看懂兩者的核心差異
有刷電機的內部有一個關鍵部件叫“電刷”,它負責通過接觸方式切換電流方向,使電機持續轉動。這種機械接觸會帶來摩擦和電火花。
無刷電機取消了電刷,采用電子控制器來精確切換電流方向。它結構更簡單,但需要配套電路來控制。
效率對比的關鍵在哪里?
電機的效率,簡單說就是“吃進去的電能”有多少轉化為“有用的機械能”,其余部分主要變成了熱量。
有刷電機由于存在電刷摩擦和接觸電阻,這部分損耗始終存在。無刷電機避免了機械接觸,其損耗主要來自更可控的電路損耗和磁損。理論上,無刷電機效率更高。

我們的實測方案
為公平對比,我們選取了功率、尺寸相近的12V永磁有刷電機和永磁無刷電機各一臺,在相同測試平臺上進行:
1.空載測試:測量電機空轉時的電流,反映基本摩擦和磁損。
2.負載測試:連接測功機,在25%、50%、75%、100%額定負載下,測量輸入電功率和輸出機械功率,計算效率。
3.溫升測試:運行30分鐘后,用熱像儀測量電機外殼溫度,溫升高低反映內部損耗大小。
實測數據告訴我們什么?
1.空載損耗:無刷電機空載電流明顯更低,意味著待機或輕載時更省電。
2.負載效率峰值:
有刷電機最高效率出現在約75%負載時,實測為78%。
無刷電機最高效率出現在約50%負載時,實測為89%。
在全部負載范圍內,無刷電機效率曲線更平穩,始終高于有刷電機。
3.溫升對比:相同負載和運行時間后,有刷電機外殼溫度高出無刷電機約15-20℃,證實其更多電能轉化為了無用熱量。

結論與選擇建議
實測證實,永磁無刷直流電機在能效上具有顯著優勢,尤其是輕載和中載時,優勢更大。這不僅節省電費,也使得設備續航更長、發熱更少、可靠性更高。
如何選擇?
·追求高效、長壽命、低維護:請選擇無刷電機。它已成為電動工具、無人機、高端風扇和新能源汽車的主流選擇。
·考慮極低成本、控制簡單:有刷電機仍有優勢,適用于一些對效率和壽命要求不高的簡易玩具或低端設備。
技術進步正使無刷電機的成本不斷降低,能效優勢使其成為未來更明確的發展方向。下次購買相關產品時,不妨多留意一下電機類型,這個小小的選擇可能帶來不同的使用體驗。
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