科尔摩根：有刷和无刷电机该怎么选?

据市场调研发现，无刷电机消除了与电刷相关的磨损和电弧问题，通常比有刷电机更高效、更耐用，因此其在新建项目和应用中所占的总市场份额高达90%以上。虽然传统系统通常可从将有刷电机更换为无刷电机中获益，但在一些情况下，如当控制电子设备需保持相当的简化程度时，有刷电机则是更好的选择。那么就有刷和无刷而言，具体应该如何为自己的设备应用选择更合适的电机呢?

有刷VS无刷——结构比较

两种电机的主要区别就在于：一种有电刷，另一种没有电刷。

有刷直流电机配有一个有槽铁芯，其绕组连接到换向器，它通过电刷将电流传送到绕组。由于配有换向片和电刷组件，有刷电机的机械结构更加复杂，但它只需2-4根用于电机和控制器的电线，因此它更易于通过转矩-速度线性关系进行控制。

而在无刷电机中，电子换向决定了定子绕组通电的顺序，而不是使用物理换向器和电刷，它们的机械结构更加简单，但是微处理器和控制架构更加复杂，电机和控制器需要多达8根电线。 

有刷VS无刷——性能比较

在大多数应用中，无刷电机的总体性能要优于有刷电机。它功率更高、外形更小、转矩密度更大、速度更大、控制更复杂，可实现更精确的速度和位置，并且更易于散热。由于没有电刷，内部摩擦更少，因此效率更高、更耐用。

虽然有刷电机的性能看似不如无刷电机，但它们也有一些其他优势。由于槽数较多，有刷电机的转矩波动要低于无刷电机(转矩波动的相关信息请参见“知识小课堂——齿槽转矩和转矩波动知多少?”)。此外，它们还具有高失速转矩，并可在低速时提供平稳的高转矩。

有刷VS无刷——如何选择

对于系统设计要求高性能和复杂控制的新建项目和应用，无刷电机是默认的选择。而有刷电机上的电刷和换向器会磨损，从而限制了电机寿命。此外，它们在使用时还会产生电火花，因此通常不适用于危险场所。尽管如此，有刷电机在需要大通孔的应用中仍然具有优势，因为其通孔尺寸最大可达电机外径的70%。同时，当应用需要特殊的性能要求时，有刷电机可能更合适。例如，与简单的控制器配合使用时，它在某些应用中非常实用：

适用场景

1、较大的通孔直径/电机外径(OD)比

2、可在低转速(<100 rpm)下利用高转矩的速度控制系统

3、需要稳定保持负载的定位系统，高失速转矩可满足这一要求

4、由于升级控制架构从而将有刷电机更换成无刷电机导致成本过高的传统应用

是否将有刷升级成无刷?

传统系统中的有刷电机可以升级成无刷电机，但这并不仅仅是将一种电机换成另一种电机。相比于有刷电机简单的电机控制，无刷电机使用电子方式来确定定子通电的顺序。这将需要升级系统的电子控制器。而电机只是系统的一个组件，因此必须将系统视为一个整体来确定其是否可以从改用无刷电机获益，或是仍然保持当前架构。

虽然现代高性能系统普遍使用无刷电机，但是有刷电机更适合用于需要高失速转矩、低速高转矩或简单控制的旧系统或新系统。科尔摩根拥有深厚的工程和产品专业知识，以及广泛的标准和定制电机组合，可提供各种服务，包括为现有的模拟系统提供支持、开发全新的无刷系统，以及将系统从有刷电机升级为无刷电机。致力于为你的设备应用选择高度适配的运动控制方案及产品，实现出色的性能。