跟着对低能耗、高安全性、高牢靠性和准确操控的需求不断提高，工业自动化的工业驱动日趋杂乱，需求顶级的电机技能的支撑。本期大讲台将具体解读直流有刷电机和直流无刷电机的优缺陷、规划要素等相关内容。
有刷DC电机
刷式直流电机是现有前史最久的电机拓扑之一。它们将固定刷子装置在定子机座上，冲突转子上的换向片，而后者又衔接至旋转的线圈段。跟着电机旋转，不同转子线圈不断衔接和断开，这样转子发生的净磁场相对于定子机座便是固定的，且经过定子磁场正确认向，然后发生扭矩。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反抗电流改变，因而刷子和断开的换向片之间会发生火花。这些火花会导致许多负面成果，如电噪声、功率下降，以及某些情况下的风险操作。此外，刷子有必要装置绷簧来反抗换向片，以保证电触摸杰出。这进一步下降了功率，需求定时保护替换刷子。
虽然有许多下风，但刷式直流电机有一明显优势：本钱。由于操控刷式直流电机相对简略，因而还广泛用于体系本钱是首要驱动要素的运用中。在运用永久磁性生成定子磁通的拓扑中，发生的速度/扭矩曲线十分有线性特征。因而，刷式直流电机历来常用于工业伺服运用，速度和扭矩别离与所运用的电压和电流成正比。可是，半导体器材的贬价使得电源转化和操控的本钱下降。因而，许多直流电机被沟通电机所替代，后者带来了功率和牢靠性提高级优势。
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，两者都运用定子线圈替代永久磁性。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。通用电机在家电运用中特别常用，由于它具有高发动扭矩，能够高速运转。只需添加串联晶闸管并进行沟通相位操控，便可轻松对通用电机进行速度操控。可是，刷子/换向器结构常见于这些电机类型，因而它们具有规范 PM 刷式直流电机相同的下风。
无刷直流电机 (BLDC)
无刷直流(BLDC)电机能够想像成与刷式直流电机截然相反，其间永久磁性在转子上，而绕线在定子上。因而，该电机没有刷子和换向器，消除了与刷式直流电机发生火花相关的下风。
图题：无刷直流电机 (BLDC)
该电机被称为直流电机，是由于其线圈经过直流电源驱动，而直流电源是按预订次序的方式运用到不同的定子线圈。 这一进程称为换向。可是，BLDC 并不恰当，由于该电机实践上归于沟通电机。 在电路循环进程中，每个线圈中的电流正负替换。定子一般是凸极结构，旨在发生梯形反电动势波形，尽可能契合所运用的换向电压波形。可是实践上很难做到，发生的反电动势波形一般更像正弦，而非梯形。因而，PMSM 电机运用的许多操控技能(如场定向操控)相同适用于 BLDC 电机。
对BLDC电机的另一个误解是关于其怎么驱动。不同于开环步进运用中驱动的定子线圈决议转子方位，在 BLDC 电机中，转子方位决议要驱动哪个定子线圈。定子磁通矢量方位有必要与转子磁通矢量方位坚持同步(而非相反)，以使电机操作顺利。要完成这一意图，需求了解转子方位来确认要驱动的定子线圈。现有多种技能可完成这一意图，但最常用的技能是运用霍尔效应传感器监控转子方位。惋惜的是，这些传感器及其相关衔接器和线束会添加体系本钱，并下降牢靠性。
为削减这些问题，已有多种技能开宣布来用于消除这些传感器，从而完成无传感器操作。 大都技能依托在电机旋转时，从定子绕线的反电动势波形中提取方位信息。 可是，依托反电动势传感的技能在电机旋转缓慢或停止时便无用武之地，由于此刻反电动势波形很弱或底子不存在。因而，咱们不断开发新技能，以在低转速或零转速时从其他信号中获取转子方位信息。
BLDC 电机在功率额定值方面占绝对优势，一般可到达 95% 左右。 当时对新非晶合金材料的研讨正在将这一数字面向新高。已有报导称 100W 范围内功率为 96%。 BLDC 电机还在抢夺”国际最快电机”之称，部分电机速度可到达数十万 RPM(其间一项运用中已报导 400K RPM)。
最常用的 BLDC 电机拓扑运用 3 相定子结构。 因而，规范的 6 晶体管反向器是最常用的功率级，如图所示。依据运转要求(有传感器与无传感器、换向与正弦、PWM与 SVM 等)，有许多不同的办法可驱动晶体管来到达所需方针，此处不一一列举。这对一般坐落微操控器中的 PWM 发生器的灵活性提出了极高要求。
有刷电机优缺陷
长处：
a) 变速平稳，简直感觉不到振荡;
b) 温升低，牢靠性好;
c) 价格低，所以被较多厂家选用。
缺陷：
a) 碳刷易磨损，替换较为费事，寿数短;
b) 运转电流大，电机磁钢易退磁，下降了电机与电池的效果寿数。
无刷电机的优缺陷
长处：
a)电子换历来替代传统的机械换向，功能牢靠、永无磨损、故障率低，寿数比有刷电机提高了约6倍，代表了电动车的发展方向;
b) 属静态电机，空载电流小;
c) 功率高;
d) 体积小。
缺陷：
a) 低速起动时有细微振荡，如速度加大换相频率增大，就感觉不到振荡现象了;
b) 价格高，操控器要求高;
c) 易构成共振，由于任何一件东西都有一个固有振荡频率，假如无刷电机的振荡频率与车架或塑料件的振荡频率相同或挨近时就简单构成共振现象，但能够经过调整将共振现象减小到最小程度。所以选用无刷电机驱动的电动车有时会宣布一种嗡嗡的声响是一种正常的现象。
d) 脚踏骑行时较吃力，最好是电力驱动与脚踏助力相结合。
无刷直流电机选型
无刷直流电机选型时需参阅的首要参数有以下几点：
最大扭矩：能够经过将负载扭矩、转动惯量和冲突力相加得到，别的，还有一些额定的要素影响最大扭矩如气隙空气的阻力等。
平方模扭矩：能够近似的认为是实践运用需求的继续输出扭矩，由许多要素决议：最大扭矩、负载扭矩、转动惯量、加快、减速及运转时刻等。
转速：这是有运用需求的转速，能够依据电机的转速梯形曲线来确认电机的转速需求，一般核算时要留有10%的余量。
