在實踐中，大多數直流電機都不僅僅是兩個簡單版本電樞極的組合。除了其他好處外，更多的極點可使電機從任何旋轉角度更可靠地啟動（簡單版本有兩個小的死區）。而且，這樣的電機不允許瞬態短路電流通過，有些系統每轉允許有兩次短暫的短路電流通過，但是很多系統都不能做到這一點。

定子的勵磁線圈有多種配置，如圖4所示。最常見的配置是串聯繞組，分流繞組和復合繞組（串聯和分流的組合）。在串聯繞組式電動機中，勵磁線圈與電樞線圈（通過電刷）串聯; 在分流繞組式電動機中，勵磁線圈與電樞線圈并聯（“分流”是用于“并聯”的另一種表述方式）。

圖4

圖4 :(從左到右）在串聯繞組結構中，勵磁線圈S1-S2與電樞線圈A1-A2串聯; 對于分流繞組，勵磁線圈F1-F2與電樞線圈A1-A2并聯; 對于復合方式，勵磁線圈S1-S2串聯，F1-F2與電樞線圈A1-A2并聯。圖片來源：http://www.industrial-electronics.com

每種布線方式都提供了不同的控制、速度性能以及扭矩，啟動和運行轉矩以及處理負載變化的能力。一些先進的設計對定子的勵磁繞組和轉子的電樞繞組使用獨立的勵磁控制，以獲得更大的靈活性和更嚴格的控制。

有刷電機進入21世紀

盡管BLDC電機有許多優點，但有刷電機仍然可用，并且其性能正在逐漸提高。雖然電機的設計方式在許多方面相對不變，但仍有兩個重要的發展：其一是永磁體得到了廣泛使用，另一個是IC和電子開關被用于線圈驅動和功能反饋。

如圖5所示，Digilent 的290-008是6V BDC電機的一個例子。它包括一個1:53減速齒輪箱，用于提高扭矩，額定值為0.7 kgf-cm（最大值）。盡管電源連接只需要兩根導線，但電機/變速箱還帶有一個六引腳連接器。其他四個導線用于連接集成霍爾效應傳感器對，該傳感器對用于表示轉數和方向，使用標準的A-B正交方法。

圖5

圖5：Digilent的290-008型6 V直流電機是基本有刷電機的一個很好的例子。它不但需要為電源分配導線，還包括一對霍爾效應器件和四個額外的電線，用于感應反饋控制所需的旋轉和方向。圖片來源：Digilent

該電機在6V電壓下自主運行時的空載電流為220mA，速度為150RPM; 125RPM情況下的滿載額定電流為480mA，失速電流為1.8A，轉矩為4.1kgf-cm。這個小型電機及齒輪箱（長度54mm，直徑22mm，加上連接器）的線圈電阻僅為3.3Ω。圖6的曲線圖顯示了在6V電源供電情況下五個關鍵參數之間的相互影響：

1）轉矩，2）轉速，3）電流，4）輸出功率，5）效率。

圖6

圖6：該圖顯示了Digilent 的290-008電機的主要操作參數，以及它們在整個操作范圍內的變化情況。圖片來源：Digilent

盡管無刷電機可以直接通過直流電源運行，但使用“合適的”驅動器件不僅能提供必要的驅動電流，而且還能提供幾乎每個電機子系統所需的各種保護功能。德州儀器（TI）DRV8412雙路全橋PWM電機驅動器是DRV8x系列集成電機驅動器中的一員，可處理兩個獨立的無刷電機（以及步進電機）。它具有很高的驅動效率（高達97％），可以最大限度地減少散熱和相關問題，如圖7所示，它可以為電機提供2×7A（連續）或2×12A（峰值）的驅動電流。

圖7

圖7：德州儀器（TI）的DRV8412雙電機驅動器不僅能處理兩個獨立的有刷電機，還能為各種故障，過熱和過流情況提供保護。 圖片來源：德州儀器

微型芯片（僅14.00mm×6.10mm）具有保護系統，能夠保護設備以免受到各種故障的損害。這些包括短路保護，過電流保護，欠壓保護和兩級熱保護。此外，它還有一個限流電路，可以防止在負載瞬變過程中設備因“錯誤”而關斷，比如電機啟動過程（相當于使用慢速熔斷器而不是快速熔斷器）?？?a target="_blank">編程過電流探測器可以調節電流限制和保護水平，以滿足不同的電機要求。

該系列產品的每個半橋都有獨立的電源和接地引腳，這樣就可以通過外部分流電阻對電流進行測量，并且支持由不同電源電壓供電的多個電機同時使用。當兩個電機因尺寸不同而需要不同的電源電壓時，這樣的設計是非常有用的，例如廣告顯示屏需要小型電機揮動引人注目的標志，同時需要更大的電機來旋轉整個顯示器。

總結：

毫無疑問，由于許多可靠的技術原因，直流供電的有刷電機在很大程度上已經被電子控制的無刷電機取代。盡管如此，在要求不高，對成本敏感的應用或者要求有限的情況下，有刷電機仍然是一個有效的方案。通過將有刷電機與基本電機驅動器IC相結合，有刷電機和最終產品就可以實現許多額外的操作并且擁有更好的保護措施。顯然，在沒有查看BDC電機的設計目標和屬性的情況下就認為無刷電機是正確的選擇，這樣的想法是目光短淺的表現。