直流无刷和有刷电机优缺点对比

直流有刷/无刷DC电机的优缺点及选型注意事项随着对低能耗、高安全性、高可靠性和精确控制的需求不断提升，工业自动化的工业驱动日趋复杂，需要尖端的电机技术的支持。

本期大讲台将详细解读直流有刷电机和直流无刷电机的优缺点、设计要素等相关内容。

有刷DC电机刷式直流电机是现有历史最久的电机拓扑之一。

它们将固定刷子安装在定子机座上，摩擦转子上的换向片，而后者又连接至旋转的线圈段。

随着电机旋转，不同转子线圈不断连接和断开，这样转子产生的净磁场相对于定子机座就是固定的，且通过定子磁场正确定向，从而产生扭矩。

当换向片旋转过刷子时，这些特定转子线圈段的电触头将会断开。

由于转子线圈是电感的，而电感器生成高回扫电压来抵抗电流变化，因此刷子和断开的换向片之间会产生火花。

这些火花会导致很多负面结果，如电噪声、效率降低，以及某些情况下的危险操作。

此外，刷子必须安装弹簧来抵抗换向片，以确保电接触良好。

这进一步降低了效率，需要定期维护更换刷子。

尽管有诸多劣势，但刷式直流电机有一显著优势：成本。

由于控制刷式直流电机相对简单，因此还广泛用于系统成本是主要驱动因素的应用中。

在使用永久磁性生成定子磁通的拓扑中，产生的速度/扭矩曲线非常有线性特征。

因此，刷式直流电机历来常用于工业伺服应用，速度和扭矩分别与所应用的电压和电流成正比。

但是，半导体器件的跌价使得电源转换和控制的成本降低。

因此，许多直流电机被交流电机所取代，后者带来了效率和可靠性提高等优势。

刷式直流电机的主题多种多样，如直流并联电机和通用电机，两者都使用定子线圈代替永久磁性。

在直流并联电机中，定子线圈与转子电路并联;而在通用电机中，定子线圈与转子串联。

通用电机在家电应用中尤其常用，因为它具有高启动扭矩，可以高速运行。

只需添加串联晶闸管并进行交流相位控制，便可轻松对通用电机进行速度控制。

但是，刷子/换向器结构常见于这些电机类型，因此它们具有标准PM 刷式直流电机相同的劣势。

无刷直流电机（BLDC）。

直流有刷电机和直流无刷电机的区别直流电机是我们工业和日常生活中常用的电机类型之一，因为其结构简单，易于维护，可控性好等特点，在市场上广泛应用。

其中直流有刷电机和直流无刷电机是两种常见的类型，本文将从以下几个方面介绍它们的区别。

工作原理区别直流有刷电机的工作原理是将电流通过电刷进入电机转子来驱动电机转动。

当电流进入转子时，电刷就会磨损，刷子磨损不同会导致电机性能的降低。

直流无刷电机则是通过转子内部的永磁体与固定在电机外部的电子控制器之间的电信号交互来产生电机转动所需的磁场。

这使得无刷电机的寿命更长且维护更容易。

结构区别直流有刷电机的转子与同轴排列的永磁体相连，同时固定的定子上有一对电刷与转子形成接触，以交替地向转子供电。

而直流无刷电机的转子上磁体是固定的，电子控制器通过多个凸、凹形状的永磁体，控制铜线圈中的电流，使得转子内部的永磁体逐段地受到磁场作用，从而完成电机的旋转。

能效区别由于直流有刷电机中的电刷接触转子时会产生热量，因此该电机类型的能效不如无刷电机，而直流无刷电机中的电子控制器可以实时控制电流和旋转速度，避免了能量浪费，使得电机能效更高。

驱动系统区别直流有刷电机的驱动系统需要自带的反转器来改变电机的转向，而直流无刷电机通过控制器改变电流方向可以轻松实现反转，因而无需附加反转器。

应用区别直流有刷电机的应用更加广泛，适用于需要在低转速下具有大量转矩输出的应用场合（例如电动工具，家庭电器，玩具等）。

直流无刷电机则适用于需要更高转速、噪音低、维护成本低（例如风扇，IT设备冷却器等）。

总体来说，直流无刷电机在能效、寿命和维护成本方面具有明显优势，但直流有刷电机依然在特定的应用场合中具有重要的地位。

理解以及掌握有刷电机与无刷电机的区别对于正确选型和应用电机具有重要的帮助。

直流无刷和有刷电机优缺点对比直流无刷电机的原理是在有刷电机的基础上开发和演变的。

在未来的一段时间里将是有刷的替代品随着世界各地发起的保护地球的口号有刷终终究会被无刷所取代。

无刷直流电机的基本原理去掉了碳刷用电子元器件代替。

用电子元器件的开关特性取代机械碳刷使换向变得无机械接触。

无刷相对有刷的电机来说有如下优点一、运行声音小这将是我们这个文明社会必将行进的方向。

另何工具它都要求降低噪声来保护我们的声音环境。

现在最关键的是用在一些需要安静的地方如医院、银行、机场学校等等安静的场所。

二、无火花在一些场合就可以大显身手了有一些易燃易爆的地方。

三、寿命长因为它用控制器代替了换向器和碳刷是有刷电机的几倍甚至十几倍。

碳刷的寿命是有一定的限度的比如一千个小时碳刷就会磨损殆尽只能更换电刷可是更换电机。

四、速度高因为采用了磁场感应没有实质的接触速度可以做的更快。

有了这么多的优点但是也有不好的地方一、造价高控制器的成本增加至少百元拿微电机来说。

原来的换向器和碳刷的成本要低的多。

二、如果使用的环境是在高磁场的地方或曾经接触或和高磁场很近电机将失去作用。

因为电机本身的转子部件是磁体所作是经过充磁才有磁性的经过高磁场将改变转子的磁场或是消掉了部分的磁性电机都将不能正常工作。

再给你补全一点 1 有位置传感器控制方式优点①因为有霍尔位置传感器所以电机换相准确转子位置检测的准确度不受电机转速的影响②不需要外加的转子位置检测电路硬件电路简单③电机换相控制编程简单不需要处理滤波延迟等问题。

缺点①增大了电机的体积。

安装了位置传感器后一方面电机结构变复杂了另一方面电机的体积相对来说变大了妨碍了电机的小型化②增加了电机成本。

容量在数百瓦以下的小容量方波型无刷直流电机常用的霍尔位置传感器的成本相对于电机本体来说所占比例比较大③传感器的输出信号易受到干扰。

传感器的输出信号都是弱电信号在高温、冷冻、湿度大、有腐蚀物质、空气污浊等工作环境及振动、高速运行等工作条件下都会降低传感器的可靠性。

直流行星减速电机有刷机无刷的区别
深圳兆威是研发、生产直流行星减速电机产品的国家级高科技企业，为客户提供传动方案设计、零件模具设计和制造、零件生产和集成装配的全方位服务。

一般来说，直流行星减速电机主分为有刷直流减速电机和无刷减速电机。

然而有刷直流减速电机又称碳刷减速电机。

有刷直流电机是由碳刷运作，寿命有限，碳刷用完，寿命也就结束了。

现在市场上的有刷减速电机寿命大约在1000H左右，但不排除也有一些有刷直流电机只有几百个小时的寿命而已。

而直流无刷电机要比碳刷电机强很多，优势：不但寿命长，而且不受碳刷的控制，寿命至少可以达3000H以上。

正由于无刷减速电机的寿命长，噪音低，高扭力等优势，所以价格方面要比有刷减速电机高。

兆威机电通过在齿轮及齿轮箱领域近二十年的专业设计、开发、生产，通过行业内的对比及大量的实验测试数据设计开发出微型直流减速电机、减速齿轮箱、直流减速马达、微型齿轮箱、小型减速电机、行星齿轮箱。

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⽆刷电机与有刷电机的区别，这样看⼀⽬了然！⽆刷电机：⽆刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是⼀种典型的机电⼀体化产品。

由于⽆刷直流电动机是以⾃控式运⾏的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转⼦上另加启动绕组，也不会在负载突变时产⽣振荡和失步。

中⼩容量的⽆刷直流电动机的永磁体，现在多采⽤⾼磁能级的稀⼟钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。

因此，稀⼟永磁⽆刷电动机的体积⽐同容量三相异步电动机缩⼩了⼀个机座号。

有刷电机：有刷电机是内含电刷装置的将电能转换成机械能(电动机)或将机械能转换成电能(发电机)的旋转电机。

区别于⽆刷电机，电刷装置是⽤来引⼊或引出电压和电流的。

有刷电机是所有电机的基础，它具有启动快、制动及时、可在⼤范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。

⽆刷电机与有刷电机⼯作原理的区别1、有刷电机⼯作原理有刷电机是⼤家最早接触的⼀类电机，中学时物理课堂上介绍电动机也是以它为模型来展⽰的。

有刷电机的主要结构就是定⼦+转⼦+电刷，通过旋转磁场获得转动⼒矩，从⽽输出动能。

电刷与换向器不断接触摩擦，在转动中起到导电和换相作⽤。

有刷电机采⽤机械换向，磁极不动，线圈旋转。

电机⼯作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流⽅向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。

在有刷电机中，这个过程是将各组线圈的两个电源输⼊端，依次排成⼀个环，相互之间⽤绝缘材料分隔，组成⼀个象圆柱体的东西，与电机轴连成⼀体，电源通过两个碳元素做成的⼩柱⼦(碳刷)，在弹簧压⼒的作⽤下，从两个特定的固定位置，压在上⾯线圈电源输⼊环状圆柱上的两点，给⼀组线圈通电。

随着电机转动，不同时刻给不同线圈或同⼀个线圈的不同的两极通电，使得线圈产⽣磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定⼦的N-S极有⼀个适合的⾓度差，磁场异性相吸、同性相斥，产⽣⼒量，推动电机转动。

碳电极在线圈接线头上滑动，象刷⼦在物体表⾯刷，因此叫碳“刷”。

相互滑动，会摩擦碳刷，造成损耗，需要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头之间通断交替，会发⽣电⽕花，产⽣电磁破，⼲扰电⼦设备。

有刷和无刷永磁直流电机的主要区别在于永磁有刷直流电机的励磁绕组用永磁铁代替的。

下面具体讲解下。

永磁无刷直流电动机：是由一块或多块永磁体建立磁场的直流电动机，其性能与恒定励磁电流的他励直流电动机相似，可以由改变电枢电压来方便地调速。

与他励式直流电动机相比，具有体积小、效率高、结构简单、用铜量少等优点，是小功率直流电动机的主要类型。

永磁有刷直流电机：有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。

直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使电机旋转带动负载。

由于电刷和换向器的存在，有刷电机的结构复杂，可靠性差，故障多，维护工作量大，寿命短，换向火花易产生电磁干扰。

有刷电机与无刷电机的优缺点1、有刷电机结构简单、开发时间久、技术成熟早在十九世纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电机在交流电产生以后得到了广泛的应用。

但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。

尤其是直流无刷电机一直无法投入商业运营，伴随着电子技术的日新月异，直至近几年才慢慢投入商业运营，就其实质来说依然属于交流电机范畴。

无刷电机诞生不久，人们就发明了直流有刷电机。

由于直流有刷电机机构简单，生产加工容易，维修方便，容易控制；直流电机还具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，所以一经问世就得到了广泛应用。

2、直流有刷电机响应速度快，启动扭矩大直流有刷电机启动响应速度快，起动转矩大，变速平稳，速度从零到*大忌乎感觉不到振动，启动时可带动更大的负荷。

无刷电机启动电阻大，所以功率因素小，启动扭矩相对较小，启动时有嗡嗡声，并伴随着强烈震动，启动时带动负荷较小。

3、直流有刷电机运行平稳，起、制动效果好有刷电机是通过调压调速，所以启动和制动平稳，恒速运行时也平稳。

无刷电机通常是数字变频控制，先将交流变成直流，直流再变成交流，通过频率变化控制转速，所以无刷电机在启动和制动时运行不平稳，振动大，只有在速度恒定时才会平稳。

4、直流有刷电机控制精度高直流有刷电机通常和减速箱、译码器一起使用，使的电机的输出功率更大，控制精度更高，控制精度可以达到0.01毫米，几乎可以让运动部件停留在任何想要的地方。

所有精密机床都是采用直流电机控制精度。

无刷电机由于在启动和控制时不平稳，所以运动部件每次都会停到不同的位置上，必须通过定位销或限位器才可以停在想要的位置。

5、直流有刷电机使用成本低，维修方便由于直流有刷电机结构简单，生产成本低，生产厂家多，技术比较成熟，所以应用也比较广泛，比如工厂、加工机床、精密仪器等，如果电机故障，只需更换碳刷即可，每个碳刷只需要几元，非常便宜。

无刷电机和有刷电机(电动车)优缺点一）“无刷”“有刷”的基本概念：目前电动自行车广泛采用的是直流永磁电机，直流永磁电机按照是否采用电刷换向可分为有刷电机和无刷电机两种，有刷电机是直流电机的主流产品，目前绝大多数电动自行车电机都是有刷电机。

无刷电机是一种特殊的直流电机，它采用内置传感器外加电子换向器的方法进行电子换向，无刷电机主要是为了消除电刷的磨损，以及电刷接触所产生的噪声。

二）有刷电机的缺点没有成为阻碍它在电动自行车中广泛应用的要素：电刷磨损和电机噪声是“有刷”相对与“无刷”的两个最主要的缺点，但尽管存在这两个缺点，为什么国内绝大多数品牌厂家仍采用有刷电机的方案呢，难道他们没有意识到这个问题吗？原因在于：A）电刷的磨损不构成主要问题电动自行车是一种间断性工作的交通工具，一组电池通常最长的放电时间（骑行时间）一般为2-3个小时，使用者每天使用贸易的平均时间大约为1-2个小时，而现在，广泛应用于电动自行车的盘式转子电机采用平面式换向器和优质加长式电刷，工作寿命一般在1500小时以上，因此，按每个用户平均每天骑车1.5小时计算，一组电刷的使用时间已达1000天。

可以看出，一组合格的电刷服役时间已接近三年，而更换一组电刷的成本仅为5元左右，平均每年不足2元！更何况，电动自行车使用了3年也确实有必要对车辆作一些全面的检查和维护，更换一些磨损零件，宣扬贸易电机十年免维护这种夸大的观点，有误导消费者的嫌疑。

B）电机发出一点声音是正常的笔者在走访市场时，一位无刷电机电动车的促销员，演示无刷电机在空载条件下的静音特性，以此证明无刷电机要比有刷电机优越得多，其实，购买电动车绝不是购买空调设备，消费者大可不必为它是否毫无噪声而作出购买与否的决定。

事实上，使用过无刷电机电动车的用户会知道，无刷电机在空载时或低负载时（如平坦无风情况下）电机发出的声音确实很小，但是，当运行至重载状态如上坡，顶风，它往往会发出远远比有刷电机更为“巨大”的音响，甚至出现令人不适的电磁抖动，而这种声音在安静的店堂促销过程中是不会出现的。

无刷电机和有刷电机(电动车)优缺点一）“无刷”“有刷”的基本概念：目前电动自行车广泛采用的是直流永磁电机，直流永磁电机按照是否采用电刷换向可分为有刷电机和无刷电机两种，有刷电机是直流电机的主流产品，目前绝大多数电动自行车电机都是有刷电机。

无刷电机是一种特殊的直流电机，它采用内置传感器外加电子换向器的方法进行电子换向，无刷电机主要是为了消除电刷的磨损，以及电刷接触所产生的噪声。

二）有刷电机的缺点没有成为阻碍它在电动自行车中广泛应用的要素：电刷磨损和电机噪声是“有刷”相对与“无刷”的两个最主要的缺点，但尽管存在这两个缺点，为什么国内绝大多数品牌厂家仍采用有刷电机的方案呢，难道他们没有意识到这个问题吗？原因在于：A）电刷的磨损不构成主要问题电动自行车是一种间断性工作的交通工具，一组电池通常最长的放电时间（骑行时间）一般为2-3个小时，使用者每天使用贸易的平均时间大约为1-2个小时，而现在，广泛应用于电动自行车的盘式转子电机采用平面式换向器和优质加长式电刷，工作寿命一般在1500小时以上，因此，按每个用户平均每天骑车1.5小时计算，一组电刷的使用时间已达1000天。

可以看出，一组合格的电刷服役时间已接近三年，而更换一组电刷的成本仅为5元左右，平均每年不足2元！更何况，电动自行车使用了3年也确实有必要对车辆作一些全面的检查和维护，更换一些磨损零件，宣扬贸易电机十年免维护这种夸大的观点，有误导消费者的嫌疑。

B）电机发出一点声音是正常的笔者在走访市场时，一位无刷电机电动车的促销员，演示无刷电机在空载条件下的静音特性，以此证明无刷电机要比有刷电机优越得多，其实，购买电动车绝不是购买空调设备，消费者大可不必为它是否毫无噪声而作出购买与否的决定。

事实上，使用过无刷电机电动车的用户会知道，无刷电机在空载时或低负载时（如平坦无风情况下）电机发出的声音确实很小，但是，当运行至重载状态如上坡，顶风，它往往会发出远远比有刷电机更为“巨大”的音响，甚至出现令人不适的电磁抖动，而这种声音在安静的店堂促销过程中是不会出现的。

用场景上各有差异。

首先，有刷电机是一种直流电机，其特点是通过电刷来实现换向，使得电机能够旋转。

有刷电机的优点在于起动和制动平稳，恒速运行时也较为平稳[1]。

然而，有刷电机的噪声较大，寿命相对较低，一般寿命在600小时以下[9]。

此外，有刷电机的工作可以不需要电调，直接将电供给电机就能工作，但这样无法控制电机的转速[21]。

无刷电机（BLDC电机）则是通过电子控制取代了机械换向功能，使用电子换向而不是传统的电刷换向[4]。

无刷电机的优点包括高速运行、低功耗等[16]。

与有刷电机相比，无刷电机的寿命更长，正常情况下可以达到数万小时[9]。

无刷电机的工作必须要有电调，否则是不能转动的，这是因为必须通过无刷电调将直流电转化为三相电源来驱动电机[21]。

步进电机是一种基于电磁学原理工作的电机，它能够将电能转换为机械能，并且可以通过接收外部的控制脉冲来精确控制转子的位置[5][10]。

步进电机的最大特点是其“数字性”，即对于微电脑发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度[14]。

步进电机的优点主要是价格便宜、控制方式简单，但缺点是在高负载或高速运行时可能会出现振动和噪音问题[15]。

综上所述，这三种电机各有特点和适用场景。

有刷电机适合需要平稳起停和运行的应用场合；无刷电机因其高效性和长寿命而被广泛应用于要求高性能和可靠性的领域；步进电机则因其精确控制能力而常用于需要精确位置控制的场合。

#### 无刷电机的电子换向技术是如何工作的？无刷电机的电子换向技术主要依赖于外部控制器来实现换向，而不是通过物理换向器。

这种电机的工作原理是线圈不动，磁极旋转。

通过使用一套电子设备，特别是霍尔元件，来感应永磁体磁极的位置。

根据这种感应，电子线路会适时切换线圈电流的方向，以保证产生正确方向的磁力，从而驱动电机转动[24]。

这种方式消除了有刷电机中电刷和换向器之间的机械接触，因此能够提供更高的效率和更长的寿命[29]。