所謂直流無刷電機，是具備直流電機與交流電機之優點，對于以往直流電機之用途，連近年來交流電機之用途，均有直流無刷電機被加以利用，就構造而言，若將有電刷的永磁式直流伺服電機的定子與轉子互換就成為永磁式直流無刷伺服電機，不過無刷式電機的定子線圈為三相繞組，故基本上其為交流電機，直流無刷是沿用產業慣用之名稱。直流無刷電機是將傳統的DC電機之整流部份（電刷及換向器）以電子方式代替且保留DC電機可急遽加速，轉速和外加電壓成正比，轉矩和電樞電流成正比等優點，為一特性非常優良之電機。直流無刷電機最大的特征為無刷構造的關系，原理上不會產生噪聲。無刷電機之激磁部份在轉子上由永久磁鐵構成，電樞位于定子上，因此可以不需要電刷傳導電流。因此其驅動電路一般均使用PWM型變頻器，再配合霍爾組件或分解器等磁極檢測組件，可得圓滑且穩定之轉矩，常用于需要高速及高精度控制之情況。
常用的傳統直流電機的缺點：
電刷與換向片的高速滑動，造成電刷與換向片磨擦甚巨，如此一來引起不必要的種種電氣障礙與故障。
改進方式：
直流無刷電機針對此缺點改進，取代引起毛病的電刷與換向片，改以電子組件代替，但原有直流機的優點仍能保留，故無刷直流電機可說是傳統直流電機改進而成的。
無刷電機與有刷電機之差異與比較：
? 有刷電機
以機械式整流子或電刷來控制換向動作
? 無刷電機
以電子式的晶體管來控制換相動作。
利用磁場力的吸引及磁場的變化(換向)來達成旋轉輸出的動作。
電子式的換向器主要是利用Hall Sensor 感應電機位置的變化，以控制晶體管的開或關。
無刷電機與有刷電機之差異
無刷電機與有刷電機之比較
(1)換向時不易產生高溫之電弧及金屬屑。
(2)電氣噪聲少，可靠度高、壽命長且易高速化。
(3)低電壓、起動快、易控制。
(4)制造容易、體積小。
(5)可適用于高溫環境下且維修費低。
(6)在電刷部分不產生碳粉、油霧等之污垢。
(7)不產生電氣之噪聲(不產生電波干擾) 。
(8)不產生火花。
(9)不閃絡（flash over) 。
無刷電機與有刷電機之比較
主要缺點
(1)需驅動電路成本較高
動作原理：
直流無刷電機動作原理
有刷DC電機 無刷DC電機
霍耳組件是無刷電機換向的依據
霍耳組件是直流無刷電機最重要的主動組件，它用來感應磁場的變化以送出電動機控制信號，使馬達得以持續而穩定的運轉。
霍耳組件的原理
霍耳組件是利用霍耳效應(Hall effect)
原理制成的組件，檢測轉子的磁極，偵測轉子位置，以其輸出訊號來引導定子電流相互切換，共有四個端子，二個端子控制輸入電流，若外界給予垂直磁場則另外二個端子輸出霍耳電壓VH。
VH= K ×Ic ×B cosθ
K：靈敏度或積感度，與材質有關。
Ic：輸入組件電流，大約mA到數十mA。
B：外加的磁通密度，
若組件感測面與外加磁場并非垂直，則乘上cosθ。
霍耳組件應用示意圖
如圖
狀態一：當轉子S極與霍爾組件距離最短，此時磁通密度最高(方向向上)，造成霍耳組件A端子電壓較大，使得晶體管Q1導通，則線圈L1內有i1電流流通，因此線圈L1呈激磁狀態，依右手定則得知線圈 L1右側為S極，故轉子逆時針旋轉。
狀態二：當轉子S極遠離霍耳組件時造成磁通密度下降，因此A、B端不再產生霍耳電壓，晶體管Q1、Q2呈OFF狀態。轉子因受慣性作用繼續旋轉。
狀態三：當轉子N極轉至霍耳組件時，造成霍耳元件B端子電壓較大，使得Q2導通，則線圈L2內有i2電流流通，因此線圈L2呈激磁狀態，轉子再度受磁力作用逆時針旋轉，依照如此程序轉子持續轉動。
依精度要求可以增加場繞組線圈數目與霍耳組件數目，例如四相、五相無刷電動機，即是指此類運用霍耳組件制成的無刷直流伺服電機。
? 4相90° ， L1﹑L2﹑L3﹑L4
機械角位置是90°，而霍耳
組件也成90°機械角。
? 4相180°，L1﹑L2﹑L3﹑L4
機械角位置是180°，而霍
耳組件也成90°機械角。
? 3相120°，L1﹑L2﹑L3﹑L4
機械角位置是120°，而霍
耳組件也成120°機械角。
（a）較其它種類電機效率高。
（b）具有高性能效果。
（c）可以達到電機的正逆回轉。
（d）適用于輕薄短小化的設計。
霍耳式電動機的特點
無刷直流伺服電機由于利用霍耳組件感應激磁順序與時間，因此又稱作「電子換向電機」，利用霍耳組件感應激磁順序與時間可以減少不必要的電能浪費，同時也可以適時的提供轉子轉動所需的電磁力，因此大幅提升電機輸出扭矩與效率。