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发布时间： 2026-09-18
核心结论：
通常用来做、机器人的那些常规伺服舵机, 还有那种能用在自动化控制上的小型号舵机, 像是标注着9克、15克、25克的种类, 它们的内部, 大都是装着那种比较小功率直流有刷电机的, 而且大多还配有减速齿轮组。 当然啊, 也有一些对精度要求特别高, 或者需要很大扭矩的情况, 又或者是那些没有刷子的伺服电机, 它们里头装的就往往是那种无刷直流电机了, 也就是BLDC电机。选择那种电机, 是要看舵机的功率等级到底怎么样, 还要看对精度的要求高不高, 以及寿命的需求具体是多少。
以下是关于舵机电机类型的详细技术解析、对比及选型建议。
在工业领域当中, 还有民用领域当中的舵机设备里面, 电机这种部分是属于核心的驱动部件的, 这些部件主要就被分成了下面两种类型。
从目前的情况来看, 这种舵机驱动电机是目前最主流, 也是成本最低, 同时也是应用最广泛的。
它的结构有这些特点, 具体来说, 是由定子这个部分构成的, 这里面装的是永磁体, 然后还有转子这一档, 电枢线圈就是装在转子上的, 再配上换向器以及电刷这些东西一起组成的。通电之后, 电流会通过电刷和换向器的配合, 传导到那些安装在转子之上的线圈里去的, 紧接着就会产生一些所谓的电磁转矩了。
控制方式是这样的, 就是通过改变那个 PWM, 也就是脉宽调制信号的占空比来调节电压, 然后再借由这个电压的变化去控制转速和扭矩。
优势：
它有个很大的好处, 那就是便宜。因为整体结构不算复杂, 所以在制造的时候, 花的钱很少。正因如此这东西很适合拿去大规模生产, 给老百姓家里用。
控制这件事变得相当简单, 大家只需要用一个普通的H桥驱动电路就行了。这样一来, 实现正转, 还有反转, 以及调速功能, 都能轻松达成。完全不需要那些复杂麻烦的编码器反馈来折腾了, 除非是那种自带测速反馈功能的伺服系统才另当别论哦。
它即插即用。一启动, 回应的速度就特别快。在转速比较低的时候, 扭力的表现是相对比较好的。
劣势：
寿命是有限的: 因为电刷和换向器都是会机械磨损的东西, 用得时间长了之后, 就会出现火花烧蚀的情况, 还会让噪音变大, 同时效率也会跟着下降。它们一般能用的时间长短不一样, 大概只有几千小时, 或者最多也就几万小时这么多。
换向这个动作会弄出电火花这些玩意儿, 这些东西会对周围那些特别精密的、能干的电子设备造成一种电磁干扰, 也就是影响它们正常干活的意思。
出现了发热的状况, 这是因为内部存在的铜损以及铁损都比较大, 在持续进行工作的状态下, 热量散发不出去, 从而导致了发热表现得特别明显。
近年来呢, 无刷驱动芯片的价格开始往下走了, 降低了成本。在这样的情况下, 针对高端舵机的那些需要高扭矩、长寿命、静音等需求的设备。它们开始广泛地采用无刷电机的这种技术了。
它的结构特点是可以取消电刷和换向器, 把转子做成永磁体, 定子做成三相绕组。它能依靠电子驱动板里面的霍尔传感器去检测转子的位置, 或者也能通过没有感测的检测去检测, 接着再用逆变电路来切换电流的方向, 就能驱动转子去旋转。
控制方式这一块是采用磁场定向控制, 或者就是梯形波控制这种情况发生的, 通常都是配合着编码器或者霍尔传感器去实现闭环控制这么个东西。
优势：
寿命特别长, 因为里面没有机械磨损部件, 所以理论上能够使用数万小时甚至数十万小时那么长的时间。
它的效率高, 发热量还比较少, 体现在电能转换的过程里边有着相当高的电能与热能相互转换的比率, 同时在相关的操作环节中所伴随产生的热损耗是非常之低的。
具有静音且低干扰的特点。它不会产生电火花。设备的运行情况十分安静。它对电磁环境的干扰也非常小。
所谓的高扭矩密度指的是这样一种情况, 就是在面对大功率的使用场景的时候, 如果体积的大小保持相同的话, 那么产生的扭矩就会更大。
劣势：
成本比较高, 因为需要额外准备一块用来驱动的电路板, 这样一来, 整体的投入费用就直接超过那些使用有刷方案的舵机了。
在控制环节上面, 复杂的情况是比较多见的, 因为这就导致需要对驱动提出更高的要求, 从而也让故障排查这项工作面临着相当大的难度。
假如你在手头拥有了一个舵机, 你可以使用如下的操作方法来进行一个初步的判断。
1. 外观观察：
拆下舵机外壳伟创动力，直接观察电机内部。
所谓的有刷电机, 是你能够直接看到两个黑色的矩形碳块以及铜制的换向环的那些类型, 在这类装置中, 通常是没有安装霍尔传感器板的。
这里的无刷电机, 因为内部没有碳刷, 所以通常会有三根线连接到一个小型的驱动板上。这块板子上印有霍尔传感器芯片或者是MOS管。另外, 电机的本体内还会有三相绕组的引出线。
2. 接线识别：
标准舵机, 它的接线是三根线, 分别是信号线、正极和负极, 它的内部结构绝大多数是直流有刷电机, 加上减速齿轮组, 另外还有控制板。
多线舵机, 它指的是那种拥有五根线或者更多线的产品。这类设备通常是无刷舵机。也可能是带有多个轴向反馈机制的伺服电机。正因为如此, 所以在使用的时候需要连接额外的电源。同时还需要接入额外的信号线。
3. 运行声音与手感：
如果是带有电刷的那个版本的话, 在没有任何负载或者负载特别轻的情况下运转的时候, 是会发出那种比较微弱的沙沙声的, 这声音其实就是电刷接触时候产生的火花声。另外呢, 当它停止工作之后电机可能会因为惯性再多转一两圈才能完全停下来。
其运转状态的噪音分贝非常低, 达到了极度安静的水平。在停止发出响应动作的时候, 由于没有惯性滑行的干扰过程, 所以能够迅速停下。这就使得使用者的操控手感变得更加的跟手。
1. 对于DIY爱好者：
如果你那边的预算确实比较紧张, 而且这台设备并不是为了长期在很高负荷的状态下一直运行, 那么直流有刷式的那个舵机就是最值得去选的一个目标, 因为它买起来价格便宜一点, 万一它坏了替换起来也很轻易, 另外给它配个驱动电路这件事也变得相当简单。
要是项目的需要是长期的, 没有人去照看它, 还要求安静一点呢, 或者是它的寿命得要特别长一些的话, 那么就一定得要去选好那种没有电刷的舵机这个东西, 不管怎么着, 价格上面肯定就是很高的, 但是往后去维护它的费用的花销确实是很低的。
2. 对于有刷舵机：
避免长时间堵转（电机不转但通电），这会烧坏电刷和线圈。
要保持接口的清洁度, 要防止因为氧化物的积累而导致接触不良的情况出现。
3. 对于无刷舵机：
大家得注意供电电压稳不稳定这事儿, 因为一旦欠压或者过压的话, 就很容易把驱动 MOS 管给损坏掉。
如果出现失去同步或者抖动的问题, 那么就要去检查一下霍尔传感器会不会是松动了或者是被弄脏了, 并且要把电机槽里面的异物清理掉。
目前大多数装在舵机里的电机, 其实用的都是那种带碳刷的直流电机, 要是需要的高端一点或者希望寿命长一点的话, 就会选择使用无刷直流电机。有刷电机的优点在于它的价格便宜以及结构比较简单, 而无刷电机的优势则体现在使用寿命更长并且运作效率更高。 针对普通的用途, 没有必要去硬生生地追求采用无刷的方式；不过要是所处的应用场景对于设备的可靠性、运行的噪音大小以及使用寿命有着非常严格的要求的时候, 采用无刷舵机便成为了行业里面公认的标准的解决方式。在选择的时候, 得把具体的负载情况、实际的工作环境和手里的预算一块儿掂量掂量, 好好综合衡量一下, 千万别只靠那种觉得无刷电机肯定好、有刷电机肯定差的一点点片面想法, 就去做了那个可能错误的决定。
