有刷电机采用机械换向，磁极不动，线圈旋转。电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。
在有刷电机中，这个过程是将各组线圈的两个电源输入端，依次排成一个环，相互之间用绝缘材料分隔，组成一个象圆柱体的东西，与电机轴连成一体，电源通过两个碳元素做成的小柱子（碳刷），在弹簧压力的作用下，从两个特定的固定位置，压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点，给一组线圈通电。
随着电机转动，不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电，使得线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差，磁场异性相吸、同性相斥，产生力量，推动电机转动。碳电极在线圈接线头上滑动，象刷子在物体表面刷，因此叫碳“刷”。
相互滑动，会摩擦碳刷，造成损耗，需要定期更换碳刷；碳刷与线圈接线头之间通断交替，会发生电火花，产生电磁破，干扰电子设备。
二、斯坦福无刷电机工作原理
斯坦福无刷电机采取电子换向，线圈不动，磁极旋转。斯坦福无刷电机，是使用一套电子设备，通过霍尔元件，感知永磁体磁极的位置，根据这种感知，使用电子线路，适时切换线圈中电流的方向，保证产生正确方向的磁力，来驱动电机。消除了有刷电机的缺点。
这些电路，就是电机控制器。斯坦福无刷电机的控制器，还可以实现一些有刷电机不能实现的功能，比如调整电源切换角，制动电机，使电机反转，锁住电机，利用刹车信号，停止给电机供电。现在电瓶车的电子报警锁，就充分利用了这些功能。
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。
三、调速方式的区别
实际上两种电机的控制都是调压，只是由于无刷直流采用了电子换向，所以要有数字控制才可以实现了，而有刷直流是通过碳刷换向的，利用可控硅等传统模拟电路都可以控制，比较简单。
1、有刷马达调速过程是调整马达供电电源电压的高低。调整后的电压电流通过整流子及电刷地转换，改变电极产生的磁场强弱，达到改变转速的目的。这一过程被称之为变压调速。
2、无刷马达调速过程是马达的供电电源的电压不变，改变电调的控制信号，通过微处理器再改变大功率MOS管的开关速率，来实现转速的改变。这一过程被称之为变频调速。
四、性能差异
1、有刷电机结构简单、开发时间久、技术成熟
早在十九纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机在交流电产生以后得到了广泛的应用。但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。尤其是直流斯坦福无刷电机一直无法投入商业运营，伴随着电子技术的日新月异，直至近几年才慢慢投入商业运营，就其实质来说依然属于交流电机范畴。
斯坦福无刷电机诞生不久，人们就发明了直流有刷电机。由于直流有刷电机机构简单，生产加工容易，维修方便，容易控制；直流电机还具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，所以一经问世就得到了广泛应用。
2、直流有刷电机响应速度快，起动扭矩大
直流有刷电机起动响应速度快，起动扭矩大，变速平稳，速度从零到最大几乎感觉不到振动，起动时可带动更大的负荷。斯坦福无刷电机起动电阻大（感抗），所以功率因素小，起动扭矩相对较小，起动时有嗡嗡声，并伴随着强烈震动，起动时带动负荷较小。
3、直流有刷电机运行平稳，起、制动效果好
有刷电机是通过调压调速，所以起动和制动平稳，恒速运行时也平稳。斯坦福无刷电机通常是数字变频控制，先将交流变成直流，直流再变成交流，通过频率变化控制转速，所以斯坦福无刷电机在起动和制动时运行不平稳，振动大，只有在速度恒定时才会平稳。
4、直流有刷电机控制精度高
直流有刷电机通常和减速箱、译码器一起使用，使的电机的输出功率更大，控制精度更高，控制精度可以达到0.01毫米，几乎可以让运动部件停在任何想要的地方。所有精密机床都是采用直流电机控制精度。斯坦福无刷电机由于在启动和制动时不平稳，所以运动部件每次都会停到不同的位置上，必须通过定位销或限位器才可以停在想要的位置上。
5、直流有刷电机使用成本低，维修方便。 由于直流有刷电机结构简单，生产成本低，生产厂家多，技术比较成熟，所以应用也比较广泛，比如工厂、加工机床、精密仪器等，如果电机故障，只需更换碳刷即可，每个碳刷只需要几元，非常便宜。斯坦福无刷电机技术不成熟，价格较高，应用范围有限，主要应在恒速设备上，比如变频空调、冰箱等，斯坦福无刷电机损坏只能更换。
6、无电刷、低干扰
斯坦福无刷电机去除了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。
7、噪音低，运转顺畅
斯坦福无刷电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。
8、寿命长，低维护成本
有刷电机是内含电刷装置的将电能转换成机械能（电动机）或将机械能转换成电能（发电机）的旋转电机。有刷电机是所有电机的基础，它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。
斯坦福无刷电机由电动机主体和驱动器组成，以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。
五、有刷电机和斯坦福无刷电机两者的区别：
1适用范围：
斯坦福无刷电机的设备可以运用于：乳制品行业、酿造行业、肉制品加工行业、豆制品加工行业、饮料加工行业、糕点加工业、药品业、电子精密厂、等一些更高要求的无尘车间等，
有刷电机：只能适用于各式洗手间等对要求不是太高的区域，而像无尘车间和防爆车间就无法使用。
2使用寿命：
斯坦福无刷电机：可连续工作20000小时左右，常规的使用寿命7-10年。
有刷电机：可连续工作5000小时左右，常规的使用寿命2-3年。
3使用效果：
斯坦福无刷电机：以90-95m/s高速运转，实际效果可达到5-7s的干手时间。
碳刷电机：运转速度及干手时间要远低于斯坦福无刷电机。
4节能方面：
相对而言，斯坦福无刷电机的耗电量只是碳刷的1/3。
5日后维修方面
有刷电机磨损后，不仅更换碳刷，还更换转齿等电机周边的附件，成本要高出很多。最主要的是，整体的功能将会受到影响。
而斯坦福无刷电机缺少了电刷 ，磨损主要是在轴承上了，从机械角度看，斯坦福无刷电机几乎是一种免维护的电动机了，必要的时候，只需做一些除尘维护即可。
斯坦福无刷电机和有刷电机哪个好：
1：在同等发电机功率下无刷发电机价格比有刷发电机价格高，无刷发电机的成本较有刷发电机成本高。
2：在发电机的外形上也区别，无刷发电机与与有刷发电机造型有很大差别。
3：无刷发电机的输出电压比有刷发电机输出电压要相对稳定。
4：无刷发电机简单的讲就是没有碳刷，维护起来方便。有刷发电机励磁部分由碳刷，维护起来有点麻烦。
5：无刷发电机与有刷发电机对电动机的启动能力来比较，没有有刷发电机强。
6：有刷发电机搁置不使用时失磁的可能性要比无刷发电机高。
7：无刷发电机的绝缘等级要比有刷发电机要高。