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在工程方面，沒有完美的解決方案，只是手頭應用的最佳解決方案。用于運動控制的用例與空間勘探應用有很大差異，空間開發應用對于全天候運行的高速封裝生產線來說，成本是無關緊要的，而且可靠性要求是絕對的 幸運的是，設計團隊有多種選擇可供選擇。要做的一個關鍵決定是使用有刷直流電機或無刷直流電機。  在有刷和無刷直流伺服電機之間進行選擇 電動機基于洛倫茲力進行操作，其中磁場對載流線圈施加力。這使得轉子圍繞其軸線轉動。由洛侖茲力產生的扭矩是交叉乘積，這意味著基本上一旦由轉子繞組形成的電磁體的極與定子磁體的相對極對準，力就降至零，并且轉子停止旋轉。 然而，反轉線圈中的電流方向將使電磁鐵的極性反轉。力將重新出現，轉子將恢復運動。如果每次定子剛剛超過垂直方向發生這種反轉，轉子將繼續轉動并進行有用的工作。 要在頻繁和受控的基礎上改變電流方向，有刷直流電機需要一個換向器。這是一個開口環，一側連接在轉子的每個線圈上。當轉子轉動時，換向器也會轉動。為了施加電流，一對固定電刷從相對側按壓整流子（見圖2）。當換向器/轉子組件轉動換向器的每一側接觸到一個電刷/電流源時，另一個依次接觸。結果，轉子線圈中的電流每180°反轉以保持電機轉動。  電刷從相對側按壓整流子 這是一個非常簡單的模型，供討論。正如本教程所述，由于實際原因，有刷直流電機通常是三相或更高。 刷子可以由各種材料制成，包括碳基合金如銅石墨或銀石墨，或貴金屬如金，銀或鉑。最合適的選擇取決于應用。 石墨刷以固體塊形成。它們自潤滑并且趨于相當穩健。它們適用于高速運行（大于1000 RPM）的較大電機。缺點是它們會隨時間產生碎屑，從而污染換向器并導致間歇性故障。它們必須以足夠高的速度被使用以逃避任何碎片。 貴金屬刷由單獨的線組成，使得它們比它們的碳基對應物更脆弱。然而，它們具有更好的性能，具有更低的電噪聲和可聽見的噪聲。它們在低占空比應用中更加緊湊和有效。它們也適用于低壓系統，因為換向器和電刷之間的電壓降趨向于較低。在缺點方面，它們不會自潤滑，導致更多的磨損隨著時間的推移和對外部潤滑劑的要求。 優點和缺點有 刷直流電機是運動控制的主力。它們經濟且使用簡單。因為它們不需要板載電子設備，它們可以容忍極端的環境。如果刷子被正確選擇和維護，則刷式直流電機可以持續很長時間。它們非常適合中低速應用。 有刷電機需要知情的使用。過去指定的電流密度，例如，電刷會燃盡。在超速的情況下，它們可以從換向器飛出。他們可能需要高空使用的特殊住宿，例如二硫化鉬或碳酸鋰等摻雜劑。 換向器和刷子的添加增加了尺寸。刷子需要定期維護，因此電機需要在可訪問的位置。由于其繞組的轉子位于內部，所以電動機只能消耗空氣中的廢熱，從而使熱管理成為重要的問題。電刷上的電壓降也可以降低效率。 最后，電刷對換向器接觸的摩擦進一步降低效率并產生可聽見的噪聲。它可以在高速下降低扭矩。加上換向器上的缺陷，摩擦也會引起電弧和增加的電磁干擾（EMI）; 在最壞的情況下，效果會產生火花，使這些設備不適合爆炸性環境。 無刷直流電機 無刷直流（BLDC）電機或電子換向器電機（ECM）提供了一種替代方案。BLDC電機是永磁同步電機。它們可以作為伺服電機運行，也可以作為步進電機運行。該術語還包括開關磁阻電機。為了比較起見，我們考慮一個普通的BLDC電機設計，基本上是一個有刷直流電機轉向內部。永磁體安裝在轉子上，而定子由纏繞有線圈的層壓籠組成。因此，轉子不需要任何接線，電機也不需要換向器和刷子。 雖然它們被分類為直流電動機并且直流電源，但是直流電動機與交流電動機有很多共同之處。為了保持轉子轉動，定子的繞組必須依次通電，基本上看起來像是用于伺服電動機控制的開關電流源，通常具有正弦波形。為了確保由定子繞組產生的磁場分布與轉子的磁場分布一起跟蹤，BLDC電機通常使用霍爾效應傳感器監測轉子的角位置。該反饋用于控制電流到線圈的切換。 因為BLDC電機不包括電刷和機械換向器，它們比拉絲型更緊湊。它們提供每幀大小的更高的輸出。沒有刷子可以減少維護，并且可以使轉子以更高的速度轉動而不會損壞。減少的摩擦使速度/扭矩曲線平坦化，消除電弧，降低EMI。將發熱繞組移動到外部簡化了熱管理。該方法還降低轉子慣性，使BLDC伺服電機能夠提供更好的動態響應。電刷沒有電壓降，效率提高。 在下行方面，BLDC電機比其機械換向器更復雜。車載電子設備顯著增加了成本。 正如我們在本文開頭討論的，要求驅動了電機的選擇。中等規格的預算約束項目可以用刷式直流電動機做得很好。如果性能和占空比更重要，則BLDC電機可能是更好的解決方案。原始設備制造商和終端用戶不僅要考慮到電機功能，還要考慮到他們的工作人員構建和維護設備的能力。只有作出明智的選擇決定，才能達成有效的解決方案。
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