無刷電機是一種用電子電路取代傳統電刷和換向器來實現電機換相的電機。它主要由定子和轉子兩大部分組成。

定子部分：定子通常包括定子鐵芯和定子繞組。定子鐵芯一般是由硅鋼片疊壓而成，其作用是提供磁路，增強磁場。定子繞組則是由多組線圈構成，這些線圈按照一定的規律排列在定子鐵芯的槽內。當通入三相交流電時，會在定子內部產生旋轉磁場。例如，在三相無刷電機中，有 A 相、B 相和 C 相三個繞組，通過控制三相電流的通斷和大小來實現電機的運轉。

轉子部分：無刷電機的轉子主要有兩種類型，即內轉子和外轉子。內轉子結構的電機，其轉子在定子的內部，轉子通常是由永磁體組成，永磁體可以是釹鐵硼等高性能永磁材料。當定子產生的旋轉磁場作用于轉子上的永磁體時，由于同性相斥、異性相吸的原理，轉子會跟著旋轉磁場同步轉動。外轉子結構則相反，轉子在定子的外面，同樣是由永磁體構成，這種結構的電機具有較大的轉動慣量，適合一些需要較大扭矩的應用，如電動自行車輪轂電機。

無刷電機的工作基于電磁感應原理。當定子繞組通入三相交流電時，會產生一個旋轉磁場。以三相無刷電機為例，其三相繞組的通電順序是按照一定的規律循環的。比如，首先 A 相通電，產生的磁場吸引轉子的永磁體，使轉子轉動一定角度；然后 B 相通電，A 相斷電，磁場方向改變，轉子繼續轉動；接著 C 相通電，B 相斷電，如此循環，使轉子持續旋轉。這個過程是通過電機內部的電子換相電路來控制的，電子換相電路根據轉子的位置信息，精確地控制定子繞組的通電順序和時間，從而保證電機的穩定運轉。

與有刷電機相比，無刷電機的電子換相過程更加精確和高效。有刷電機是通過電刷和換向器來改變電流方向，實現電機的連續旋轉。而電刷在與換向器接觸過程中會產生火花、磨損和電磁干擾等問題。無刷電機則避免了這些問題，并且由于沒有電刷的限制，電機的轉速可以更高，效率也更高。

高效率：無刷電機的效率通常比有刷電機高。這是因為沒有電刷和換向器之間的摩擦損耗，減少了能量損失。例如，在一些工業應用中，無刷電機的效率可以達到 90% 以上，而有刷電機的效率可能只有 70% - 80%。高效的特點使得無刷電機在需要長時間運行或者對能源效率要求較高的設備中得到廣泛應用，如電動汽車、無人機等。

長壽命和低維護：由于不存在電刷磨損的問題，無刷電機的使用壽命更長。電刷是有刷電機中最容易損壞的部件，其磨損會導致電機性能下降，需要定期更換電刷。而無刷電機只要其電子元件和機械部件正常，就可以長時間穩定運行。這降低了電機的維護成本和頻率，尤其適用于一些難以進行頻繁維護的設備，如高空設備、水下設備等。

高轉速和良好的調速性能：無刷電機能夠實現更高的轉速。其電子換相系統可以精確地控制電機的轉速，通過改變輸入的電壓、電流或者采用先進的變頻調速技術，可以在很寬的范圍內實現平滑的調速。例如，在一些高速加工設備中，無刷電機可以達到每分鐘數萬轉的轉速，并且能夠根據加工要求精確地調整轉速。

低電磁干擾：無刷電機沒有電刷產生的火花，因此產生的電磁干擾較小。在一些對電磁干擾敏感的應用場景，如電子設備制造、醫療設備等，無刷電機能夠更好地適應環境要求，減少對其他設備的干擾。

航空航天領域：在無人機、衛星姿態調整等設備中，無刷電機的高效率、高可靠性和精確的控制性能使其成為理想的動力源。例如，無人機的飛行電機需要具備高轉速、低重量和精確的調速性能，無刷電機可以很好地滿足這些要求，保證無人機的穩定飛行。

汽車工業：電動汽車的驅動電機、電動助力轉向系統等廣泛應用無刷電機。電動汽車的驅動電機要求高效率、高扭矩和寬調速范圍，無刷電機能夠提供這些性能，并且其長壽命和低維護的特點也符合汽車的使用要求。

工業自動化領域：在各種自動化設備中，如機器人關節驅動、數控機床的進給系統、自動化生產線的物料輸送等，無刷電機的高精度、高速度和高可靠性有助于提高生產效率和產品質量。例如，機器人關節需要精確的位置控制和高扭矩輸出，無刷電機能夠很好地滿足這些需求。

消費電子領域：如電腦散熱風扇、電動牙刷、手持吸塵器等設備中，無刷電機的低噪音、高效率和長壽命的特點得到了充分體現。電腦散熱風扇使用無刷電機可以在提供足夠風量的同時，降低噪音，提高用戶的使用體驗。