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直流電機的大多數結構形式都是基于磁力的使用方式設計的，它們包含許多內部機構，一部分是是電子的，另一部分是機電的。傳統(tǒng)直流電機的一個特點是換向器，其功能是交替電流的方向。無刷直流電機代表了傳統(tǒng)直流電動機的一種改進形式，它的功率更大，沒有滑動觸點，使用壽命更長，更適合于許多應用領域。 越來越多的使用交流或交流電機，這是另一類電機的成員和巨大的競爭，直流電機仍然是非常重要，由于它們的特殊性，特別是速度和扭矩可以在很寬的范圍內精確控制，因此，它們廣泛應用于工業(yè)領域。

傳統(tǒng)直流電機的設計是基于簡單的結構和相對較少的元件，主要支撐元件是定子和轉子，定子是一個不可移動的固定部件，由電磁鐵或永磁體組成（通常是小部件）。轉子，安裝在定子內部，這是一個旋轉部件。傳統(tǒng)的直流電機也是基于電磁鐵原理，定子和轉子組成的直流電機被稱為內轉子電機，相反的結構被稱為外轉子電機。轉子的繞組通過換向器連接，它是一個極性變換器，以電刷的形式連接由導電材料制成的滑動觸點。電刷常用材料包括石墨和富含銅和銀金屬的混合體。

在運行中，電刷觸點對直流電機的功能具有決定性的重要性，這是因為當直流電流過轉子的繞組或轉子本身時，它就會電磁化，并根據定子的特性產生磁力，由于同極相斥，相反極相吸引，這就產生了轉子的旋轉，在原則上很快就會消失。因此，為了保持連續(xù)旋轉，電流的方向必須周期性的反轉，直流電機的換向器由電刷組成，是負責極性規(guī)則反轉的部件。

此外，電刷式直流電機的結構根據定子繞組和定子繞組的連接方式而變化，在串繞電機中，磁場繞組和轉子繞組是串聯的，一個接一個地連接在一起，這就為交流反饋奠定了基礎。對應的是并聯或并聯電機，其中兩個線圈并聯連接，復合電機是串并聯設計的組合，根據其尺寸，該類型支持多種操作行為，并顯示兩種類型的結構的優(yōu)點。

與無刷直流電機相競爭的設計是無刷直流電機或簡稱無刷直流電機，顧名思義，這種設計在一個重要方面不同于經典的結構-它不包含機械滑動接觸或電刷。機械換向器的作用由一個電子電源電路接管，該電路在傳感器的幫助下跟蹤轉子的位置，表現為電子換向器的一種形式。例如，通過集成控制算法，在許多應用中可以在沒有傳感器的情況下執(zhí)行換向器功能。

因此，無刷直流電機的結構可以與無阻尼同步電動機的結構相比較，但具有更靈活的控制可能性；此外，由于加入了逆變電路，無刷直流電機可以用直流電供電。無刷直流電機，或者更確切地說是集成定子的磁線圈，通常是三相結構。由于這兩種結構的性能特點有著根本的不同，因此必須對采用電刷還是無刷直流電機作出基本的選擇。

考慮電刷和無刷換向器系統(tǒng)的影響和它們之間的區(qū)別，特別是直流電機的使用壽命，由于滑動觸點或電刷是機械操作的物理部件，因此它們經常磨損，因此，它們的使用壽命是有限的，高轉速也會對電刷的使用壽命產生重大影響。另一方面，無刷直流電機的使用壽命僅受其內部集成的滾珠軸承的限制，在相對可靠的程度上進行運行。由于沒有機械摩擦，換向器上不會形成火花，從而防止電刷起火的危險。電刷還具有在特定環(huán)境條件下限制使用的效果。例如，在高真空應用中，只能考慮無刷直流電機。

與電刷電機相比，無刷直流電動機在性能上有許多優(yōu)點，它們可能根據應用而變化，并以不同的方式表現出來，但作為一個規(guī)則，它們包括更高的起動轉矩、最大精度的控制器，而且更能抵抗負載波動和更高的轉速。電刷結構提供了幾個操作優(yōu)勢-設置轉子的運動，所有需要的是提供一個電壓到兩個接觸。能如此容易地投入運行的電動機種類不多。相比之下，無刷直流電機不需要電子換向器系統(tǒng)，其啟動操作要復雜得多。還必須考慮到價格因素，因為上述電子模塊以及經常納入無刷直流電機的傳感系統(tǒng)往往成本更高。

由于無刷直流電動機的諸多性能優(yōu)勢，其應用范圍不斷擴大，在眾多的工業(yè)領域中，無刷電機已經取代了傳統(tǒng)的設計，出現了許多新興行業(yè)和子領域。特別是，它們的轉速和扭矩相對簡單，加上它們的精確調節(jié)和高動態(tài)性，具有集成永磁的直流電機在需要非常精確的控制和低轉矩的應用中被發(fā)現，例如在機器人和無人機領域，無刷直流電機在模型飛機和無人機用戶中非常受歡迎，主要方面原因是性能和重量之間的關系以及較大的結構尺寸設計范圍，緊湊型無刷直流電機已經使更輕的無人機模型成為可能。
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