一、有刷電機的原理

有刷電機採用機械換向，磁極不動，線圈旋轉。電機工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的。在有刷電機中，這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端，依次排成一個環，相互之間用絕緣材料分隔，組成一個象圓柱體的東西，與電機軸連成一體，電源透過兩個碳元素做成的小柱子（碳刷），在彈簧壓力的作用下，從兩個特定的固定位置，壓在上面線圈電源輸入環狀圓柱上的兩點，給一組線圈通電。隨著電機轉動，不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電，使得線圈產生磁場的N-S極與最靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個適合的角度差，磁場異性相吸、同性相斥，產生力量，推動電機轉動。碳電極線上圈接線頭上滑動，象刷子在物體表面刷，因此叫碳“刷”。相互滑動，會摩擦碳刷，造成損耗，需要定期更換碳刷；碳刷與線圈接線頭之間通斷交替，會發生電火花，產生電磁破，干擾電子裝置。

二、無刷電機工作原理

無刷電機採取電子換向，線圈不動，磁極旋轉。無刷電機，是使用一套電子裝置，透過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據這種感知，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。消除了有刷電機的缺點。這些電路，就是電機控制器。無刷電機的控制器，還可以實現一些有刷電機不能實現的功能，比如調整電源切換角，制動電機，使電機反轉，鎖住電機，利用剎車訊號，停止給電機供電。現在電瓶車的電子報警鎖，就充分利用了這些功能。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。由於無刷直流電動機是以自控式執行的，所以不會象變頻調速下過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盪和失步。

三、調速方式的區別

實際上兩種電機的控制都是調壓，只是由於無刷直流採用了電子換向，所以要有數字控制才可以實現了，而有刷直流是透過碳刷換向的，利用可控矽等傳統類比電路都可以控制，比較簡單。

1、有刷馬達調速過程是調整馬達供電電源電壓的高低。調整後的電壓電流透過整流子及電刷地轉換，改變電極產生的磁場強弱，達到改變轉速的目的。這一過程被稱之為變壓調速。

2、無刷馬達調速過程是馬達的供電電源的電壓不變，改變電調的控制訊號，透過微處理器再改變大功率MOS管的開關速率，來實現轉速的改變。這一過程被稱之為變頻調速。

四、效能差異

1、有刷電機結構簡單、開發時間久、技術成熟

早在十九紀誕生電機的時候，產生的實用性電機就是無刷形式，即交流鼠籠式非同步電動機，這種電動機在交流電產生以後得到了廣泛的應用。但是，非同步電動機有許多無法克服的缺陷，以致電機技術發展緩慢。尤其是直流無刷電機一直無法投入商業運營，伴隨著電子技術的日新月異，直至近幾年才慢慢投入商業運營，就其實質來說依然屬於交流電機範疇。無刷電機誕生不久，人們就發明了直流有刷電機。由於直流有刷電機機構簡單，生產加工容易，維修方便，容易控制；直流電機還具有響應快速、較大的起動轉矩、從零轉速至額定轉速具備可提供額定轉矩的效能，所以一經問世就得到了廣泛應用。

2、直流有刷電機響應速度快，起動扭矩大

直流有刷電機起動響應速度快，起動扭矩大，變速平穩，速度從零到最大幾乎感覺不到振動，起動時可帶動更大的負荷。無刷電機起動電阻大（感抗），所以功率因素小，起動扭矩相對較小，起動時有嗡嗡聲，並伴隨著強烈震動，起動時帶動負荷較小。

3、直流有刷電機執行平穩，起、制動效果好

有刷電機是透過調壓調速，所以起動和制動平穩，恆速執行時也平穩。無刷電機通常是數字變頻控制，先將交流變成直流，直流再變成交流，透過頻率變化控制轉速，所以無刷電機在起動和制動時執行不平穩，振動大，只有在速度恆定時才會平穩。

4、直流有刷電機控制精度高

直流有刷電機通常和減速箱、譯碼器一起使用，使的電機的輸出功率更大，控制精度更高，控制精度可以達到0.01毫米，幾乎可以讓運動部件停在任何想要的地方。所有精密機床都是採用直流電機控制精度。無刷電機由於在啟動和制動時不平穩，所以運動部件每次都會停到不同的位置上，必須透過定位銷或限位器才可以停在想要的位置上。

5、直流有刷電機使用成本低，維修方便。 由於直流有刷電機結構簡單，生產成本低，生產廠家多，技術比較成熟，所以應用也比較廣泛，比如工廠、加工機床、精密儀器等，如果電機故障，只需更換碳刷即可，每個碳刷只需要幾元，非常便宜。無刷電機技術不成熟，價格較高，應用範圍有限，主要應在恆速裝置上，比如變頻空調、冰箱等，無刷電機損壞只能更換。

6、無電刷、低干擾 　

無刷電機去除了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電機運轉時產生的電火花，這樣就極大減少了電火花對遙控無線電裝置的干擾。 　

7、噪音低，運轉順暢

無刷電機沒有了電刷，運轉時摩擦力大大減小，執行順暢，噪音會低許多，這個優點對於模型執行穩定性是一個巨大的支援。

8、壽命長，低維護成本 　

少了電刷，無刷電機的磨損主要是在軸承上了，從機械角度看，無刷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。

有刷和無刷從字面你就應該可以理解，有電刷（也叫碳刷一般材料為石墨和銅混合物），就叫有刷電機，反之，就叫無刷電機。

我這裡不從複雜的驅動原理來講，而是從機械結構來說明，從結構上來說，凡是繞線的轉子或者定子不動，沒有繞漆包線的地方運動，一般都是無刷電機，原理是這樣的，因為有刷電機，一般都是將運動中繞有電線的透過電刷把對應的電轉接出來，如果不用電刷轉接，電機中的導線無法旋轉運動，會繞成一團甚至立即損壞，所以必須用電刷。

而對於無刷電機，為什麼能去掉電刷結構，原因是繞有漆包線的結構一般不動，也不需要旋轉，旋轉的是轉子，所以它不需要轉接連線，最常見的為直流電機，比如轉子一般用永磁體不需要繞線，轉子運動，而電機端卻不用轉動，所以結構更為簡單，沒有像電刷這樣的磨損件，壽命也更長。現在比如無人機旋轉速度高，一般都用無刷電機。