昨天小弟釋出的文章裡面提到無刷電機和有刷電機對於機器的作用，有的朋友可能沒有清楚的認識到無刷電機和有刷電機對於手電鑽來說到底有哪些方面的提升。下面，小弟給大家來分析一下。
一. 有刷電機和無刷電機的工作原理：
1。有刷電機的工作原理
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。
有刷電機的主要結構：定子+轉子+電刷，透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向作用。
有刷電機工作示意圖
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向器和電刷來完成的。
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，組成一個像圓柱體的東西，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。
有刷電機內部結構示意圖
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。
2。無刷電機的工作原理
無刷電機中，換相的工作交由控制器中的控制
電路
（一般為霍爾
感測器
+控制器，更先進的技術是磁編碼器）來完成。
無刷電機採取電子換向，線圈不動，磁極旋轉。使用一套電子裝置，透過霍爾元件，感應永磁體磁極的位置，根據這種感應，使用電子線路，適時切換線圈電流的方向，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
無刷電機工作示意圖
無刷電機的控制器，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。
無刷電機
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，所以不會像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。
二. 有刷電機與無刷電機調速方式的區別
實際上有刷和無刷電機的控制都是透過調節電壓，只是無刷直流採用電子換向，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
等電路控制。
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的轉換，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。
三. 效能差異
1、有刷電機結構簡單、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，使得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。（對於手電鑽來說，多手電鑽的有刷電機基本是碳刷一體的，無法單獨更換碳刷，碳刷用完了只能整體更換電機）
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。
四. 有刷電機運用在手電鑽上的優缺點
優點：
1。價格便宜，市場佔有率高。適合新手購買，價效比高。
2。變速平穩，制動平穩。手電鑽在低速增加到高速狀態下，變速更加平穩，使用低速時要更加穩定。（這裡要說明一下，市面上價格比較便宜的無刷電鑽，採用的控制板比較差，無法做到非常精準的轉速調節）
缺點：
1。使用壽命短。手電鑽的有刷電機基本採用的是一體式碳刷，如果遇到碳刷用完的情況，需要整個更換電機，消耗成本增加。對於長時間使用電鑽的人群來說，不划算。
2。耗電大。相較於無刷電機來說，其他引數相同的情況下，有刷電機的耗電量要大很多，減少機器的續航時間。
3。火花。有刷電機在工作過程中，碳刷會產生火花，像無塵車間和防爆車間就無法使用了！容易出現安全隱患，很多朋友不瞭解的情況下也會認為是機器壞了。
4。發熱。有刷電機在工作過程中產生的熱量相較於無刷電機要更多，影響使用體驗。
五.無刷電機運用在手電鑽上的優缺點
優點：
1。無火花。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。
2。低噪音。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。
3。壽命長，無刷電機可連續工作20000小時左右，常規的使用壽命7-10年。碳刷電機：可連續工作5000小時左右，常規的使用壽命2-3年。
4。轉速和扭矩相對較高。隨著無刷電機的不斷髮展，在低轉速扭矩上，無刷電鑽要比有刷電鑽的扭矩大了很多。而在高轉速方面，無刷電鑽往往達到的轉速要比有刷電鑽高了一倍左右
5。節能方面，相對而言，無刷電機的耗電量只是碳刷的1/3。
缺點：
1。價格昂貴。相較於有刷電機，無刷手電鑽的價格要比有刷手電鑽貴了一倍左右，一些大品牌的無刷電鑽價格動輒上千，對於新手追求價效比的朋友們來說，不怎麼友好。
2。質量參差不齊。無刷電鑽對於有刷而言，進入市場的時間要短了很多，很多廠家的無刷電機質量達不到，短期內，建議大家購買無刷電鑽不要盲目的追求低價格的無刷電鑽。質量不好的無刷電機使用壽命也是不長，更換成本也是比較高。
隨著無刷電鑽的不斷髮展，有刷電鑽的價格低的優勢也在不斷減小，無刷電鑽的市場佔有率也在不斷增加。無刷電鑽的趨勢也是顯而易見，現在不管是國外品牌還是國產品牌都在開始研發或者已經出售無刷電機類產品。相信不久之後，無刷電機會逐步取代有刷電機。
現階段來說，小弟建議如果大家預算充足的話，可以選擇一些大廠製造的無刷手電鑽，對於使用體驗來說，較於有刷電鑽，提升的不止一點半點。對於新手來說，一把便宜的有刷電鑽也是足夠使用了。
反正小弟是覺得無刷電鑽肯定是比有刷電鑽要好了，不知道大家怎麼看！
感謝閱讀，喜歡的話點個關注，按個贊，小弟和大家一起學習工具！！！
