有刷直流電機和無刷直流電機的工作原理

下面這張圖是電機的分類，在看完這張圖后，大家基本也就知道咱們今天說的電機具體屬于哪一類了。

一、有刷直流電機工作原理

下面這個是LearnEngineering制作的動畫，講解的是直流電機的工作原理，就是把電樞線圈中感應產生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑怼?

直流有刷電機是大家最早接觸的一類電機，中學時物理課堂上介紹電動機也是以它為模型來展示的。直流有刷電機的主要結構就是定子+轉子+電刷，通過旋轉磁場獲得轉動力矩，從而輸出動能。電刷與換向器不斷接觸摩擦，在轉動中起到導電和換相作用。

具體我們從動圖就能很好理解，在磁場中放置線圈，通過流動的電流，線圈會被一側的磁極排斥，同時被另一側磁極所吸引，在這種作用下不斷旋轉。在旋轉過程中令通向線圈中的電流反向流動，使其持續(xù)旋轉。電機中有個叫"換向器"的部分是靠"電刷"供電的，"電刷"的位置在"轉向器"上方，隨著旋轉不斷移動。通過改變電刷的位置，可使電流方向發(fā)生變化。換向器和電刷是DC電機的旋轉所不可或缺的結構。

直流有刷電機是所有電機的基礎，它具有啟動快、制動及時、可在大范圍內平滑地調速、控制電路相對簡單等特點。

二、無刷直流電機工作原理

簡單的說一下無刷電機（BLDC電機）。 LearnEngineering制作的動畫，講解了無刷直流電動機的工作原理。無刷直流電機主要由用永磁材料制造的轉子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器(可有可無)組成！

無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會像變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產生振蕩和失步。

無刷就是有刷電機中的“電刷”沒有了，電刷在有刷電機里扮演的角色是通過換向器向轉子里的線圈通電。那么沒有電刷的電機是如何向轉子里的線圈通電的呢？ 原來無刷電機采用永磁體來做轉子，轉子里是沒有線圈的。由于轉子里沒有線圈，所以不需要用于通電的換向器和電刷。取而代之的是作為定子的線圈。

無刷電機的起源從頭來講也是比較簡單的：大部分有刷直流電機的問題都來自于電刷。電刷可能打火花、磨損、產生很強的噪音并產生很大一部分功耗，導致速度被嚴重限制，且不容易冷卻。這意味著您不能在任何易燃物周圍、需要長使用壽命、靜音或高效率的應用條件下、在任何高速或高功耗系統(tǒng)中使用有刷直流電機。這都是電刷顯著的缺點，取消電刷就可以解決這些問題，但是不好的地方是同時消除了機械換向。

有刷直流電機結構 缺乏機械換向會造成其它問題，因為電機需要換向。無刷電機使用電氣換向，這種換向方式下，您需要確保電機中的電流始終產生一個可以移動轉子的磁場。但是看看下圖，需要先知道轉子在哪里，才能考慮如何施加電流來移動轉子。

無刷直流電機結構
線圈不動，磁極旋轉。無刷直流電機，通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時切換線圈中電流的方向，保證產生正確方向的磁力，來驅動電機。

無刷電機的外觀及內部構造 少了電刷，無刷直流電機的磨損主要是在軸承上了，從機械角度看，無刷直流電機幾乎是一種免維護的電動機了，必要的時候，只需做一些除塵維護即可。