GE VMIVME-2540 有刷电机与无刷电机:利弊

有刷和无刷电机都有优点和缺点，尽管无刷电机在许多特性上占优势。

下表总结了有刷和无刷DC电机的优缺点，并在下面做了进一步解释:

维护

对于有刷电机，由于电刷不断与换向器摩擦，最终会磨损。如果电机开始断断续续或不稳定地启动和停止，这可能是电刷磨损的迹象。小心口吃和其他电机故障的迹象。刷子通常很容易更换。

无刷电机也需要维护，特别是在它们的方位；轴承，但它们不需要像有刷电机那样多的维护。

工作寿命

即使进行维护和更换电刷，有刷电机也无法像无刷电机那样长时间运行。这只是电刷和换向器机械磨损设计的固有结果。电刷会慢慢磨损换向器的软铜，最终达到其使用寿命。

根据电机类型、设计、负载要求等因素，有刷电机的工作寿命从1000到8000小时不等。无刷电机的工作寿命也因多种因素而变化较大，可以运行10，000到100，000个工作小时。

能量效率

无刷电机比有刷电机运行效率更高。有刷电机可以以大约75%到80%的效率运行。无刷电机可以达到85%到90%的效率。这是摩擦减少和热量损失的结合。

从长远来看，在同样的电池电量下，无刷手持电动工具的寿命要长30%到50%。

速度和加速度

有刷电机的转速受到电刷、换向器和转子质量的限制。一旦达到高速，电刷和换向器接触变得不稳定，电刷电弧增加。有刷电机中的大多数转子都有一个铁芯，这需要很大的转动惯量。这种惯性会限制它们的加速度和减速度。可以在转子上使用更强的稀土磁体来最小化惯性，但是这会增加成本。

无刷电机没有这些相同的速度和加速度限制，并提供更好的性能。

转矩

与有刷电机转矩相比，无刷电机转矩没有固有的优势。归根结底，有刷电机没有无刷电机的精细控制，无法感应电机负载何时增加扭矩，从而需要更多功率。

无刷电机具有内置于系统中的更精细的控制功能，可以感应到电机上何时施加了更高的扭矩负载，从而相应地调整功率。这使得无刷电机具有更高的扭矩水平。

重量和尺寸

与有刷电机相比，无刷电机可以在更紧凑的区域提供更大的功率。这在比较电动工具时最为明显，但它有许多应用，从汽车到泵，甚至电子产品。无刷电机也可以减轻重量。

噪音和振动水平

有刷电机噪音相对较大。当电刷在换向器上移动时，它们就形成了一个电气开关。这些开关反复快速地打开和关闭，导致触点产生电弧。

这种电弧在特定环境下可能是危险的。电弧放电产生大量的电噪声甚至热量。电容或RC缓冲器可以减轻这种噪声，但总会有一些电噪声。

当开关被激活时，电流突然从一个绕组流向另一个绕组。随着绕组的接通和断开，产生的扭矩会略有变化。无刷电机可以逐渐将电流从一个绕组转移到另一个绕组，但有刷电机会在电机中产生所谓的“扭矩波动”。它是转子上能量的机械脉冲，导致震动和机械噪音，尤其是在低速时。

无刷电机没有这些问题，运行更安静，振动更小。

费用

有刷电机相对于无刷电机的一个显著优势是成本。虽然制造无刷电机的步骤更简单，但增加电子设备的成本仍然比有刷电机的成本高得多。另一方面，有刷电机已经有好几代了，有成熟的制造工艺。

虽然无刷电机发明于1962年，但它们尚未达到与有刷电机相同的制造工艺。也就是说，制造商越来越擅长生产电子产品。尽管如此，还是有局限性；一些公司比其他公司领先很多。铜的成本增加，影响了两种类型的DC汽车的成本。

最后，无刷电机更有可能获得更昂贵的材料或升级，如更强的稀土磁体。