一、有刷直流電機(jī)

　　有刷直流電機(jī)是一種直流電機(jī)，有刷電機(jī)的定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉(zhuǎn)子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過(guò)電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組，產(chǎn)生電樞電流，電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與主磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)負(fù)載。由于電刷和換向器的存在，有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，故障多，維護(hù)工作量大，壽命短，換向火花易產(chǎn)生電磁干擾。

　　二、有刷直流電機(jī)的工作原理

　　有刷直流電機(jī)的工作原理圖如圖所示。在有刷直流電機(jī)的固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極;固定部分還有電刷。轉(zhuǎn)動(dòng)部分有環(huán)形鐵芯和繞在環(huán)形鐵芯上的繞組。

　　有刷直流電機(jī)的兩極有刷直流電機(jī)的固定部分(定子)上裝設(shè)了一對(duì)直流勵(lì)磁的靜止的主磁極N和S，在旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)上裝設(shè)電樞鐵芯。定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。在電樞鐵芯上放置了由A和X兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個(gè)圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對(duì)固定不動(dòng)的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈通過(guò)換向片和電刷與外電路接通。

　　三、無(wú)刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)的區(qū)別

　　(一)無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)特點(diǎn)：

　　1. 高效率：無(wú)刷直流電機(jī)的效率比有刷直流電機(jī)高，可以達(dá)到90%以上。

　　2. 高扭矩：無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩特性比有刷直流電機(jī)更平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)高扭矩、低速運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　3. 長(zhǎng)壽命：無(wú)刷直流電機(jī)的壽命比有刷直流電機(jī)長(zhǎng)，因?yàn)闊o(wú)刷直流電機(jī)可以避免刷子的磨損。

　　4. 低噪音：無(wú)刷直流電機(jī)的電子調(diào)速器可以通過(guò)PWM控制電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩，避免了刷子對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響，因此噪音低。

　　5. 調(diào)速方便：無(wú)刷直流電機(jī)的電子調(diào)速器可以靈活配置，實(shí)現(xiàn)多種控制模式，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化等特殊控制需求。

　　6. 高性價(jià)比：無(wú)刷直流電機(jī)價(jià)格相對(duì)較高，但是考慮到長(zhǎng)期使用的效率和壽命，總體性價(jià)比仍然較高。

　　(二)有刷直流電機(jī)(DC)特點(diǎn)：

　　1. 簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)：有刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，易于維護(hù)和修理。

　　2. 低成本：有刷直流電機(jī)價(jià)格相對(duì)較低，比無(wú)刷直流電機(jī)便宜。

　　3. 調(diào)速方便：有刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)通常比較簡(jiǎn)單，可以通過(guò)電位器等簡(jiǎn)單控制方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速。

　　4. 可靠性高：有刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩特性較為穩(wěn)定，適用于一些工業(yè)、家用電器等領(lǐng)域。

　　5. 噪音相對(duì)較高：有刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子之間存在不穩(wěn)定的機(jī)械接觸，因此存在噪音。

　　(三)無(wú)刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)的區(qū)別

　　無(wú)刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)是基于不同的傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而形成的。以下是它們之間的主要區(qū)別：

　　1. 結(jié)構(gòu)不同：有刷直流電機(jī)在電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和一個(gè)固定的定子，它們之間通過(guò)碳刷與環(huán)形集電環(huán)傳遞電流。而無(wú)刷直流電機(jī)在轉(zhuǎn)子上安裝有永磁體，通過(guò)電子元件實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)的切換，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，沒(méi)有碳刷和集電環(huán)。

　　2. 效率不同：因?yàn)闊o(wú)刷直流電機(jī)沒(méi)有碳刷和集電環(huán)，電機(jī)內(nèi)部的電能轉(zhuǎn)換效率更高，運(yùn)行更加平穩(wěn)，使用壽命更長(zhǎng)。

　　3. 維護(hù)成本不同：有刷直流電機(jī)需要定期更換碳刷，而無(wú)刷直流電機(jī)則不需要更換碳刷，因此維護(hù)成本更低。

　　4. 控制方式不同：無(wú)刷直流電機(jī)的控制方式更加先進(jìn)，可以通過(guò)智能控制器調(diào)整電機(jī)的速度和方向，實(shí)現(xiàn)高效的動(dòng)態(tài)控制，而有刷直流電機(jī)則必須采用傳統(tǒng)的調(diào)速器控制方式，控制精度相對(duì)較低。

　　綜上，無(wú)刷直流電機(jī)在電動(dòng)工具、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，而有刷直流電機(jī)在家用電器、汽車起動(dòng)機(jī)、機(jī)車等領(lǐng)域依舊占有一定的市場(chǎng)。